数字音频水印在版权保护和篡改检测中的应用研究

摘要

随着互联网和数字多媒体技术的发展，数字作品的制作、传输、存储越来越方便。然而，技术的发展在给人们带来便利的同时也带来了许多安全问题，包括音像制品的非法传播、拷贝、篡改等。而水印技术作为一个有效的解决方法，受到许多研究学者的关注，已成为研究的热点之一。但是，相对于图像、视频，音频水印技术的研究明显落后。基于此，将针对数字音乐作品的版权保护和内容篡改检测，本文对音频水印相关技术的应用进行了研究。主要工作如下:　　(1)介绍了水印技术的产生背景和研究意义，讨论了数字音频水印的研究现状和相关的工作。　　(2)针对版权保护，提出一种基于启发式搜索的鲁棒音频水印方案。通过分析嵌入强度λ与不可感知性和鲁棒性之间的关系，构建了音频水印嵌入强度的优化模型，在此基础上，设计了一种基于启发式的搜索算法进行求解。对比实验表明，该水印方案可获得较好的不可感知性，而且能够抵抗多种信号处理攻击和Stirmark攻击。　　(3)针对MP3篡改检测，提出一种基于窗口切换的半脆弱盲水印算法。通过在非标准窗个数与水印比特之间建立映射关系，设计了一种半脆弱盲水印算法。此外，还设计一种篡改检测方法，通过分析水印比特序列检测篡改类型、定位篡改范围。实验表明，该方法不仅可以有效地检测到篡改，识别出篡改类型，而且能检测出准确的篡改范围。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 数字水印技术的研究背景与意义

1．2 数字水印技术的研究现状

1．2．1 鲁棒音频水印

1．2．2 脆弱音频水印

1．3 主要研究内容与关键问题

1．4 论文结构安排

第二章 数字音频水印概述及相关工作

2．1 数字音频水印概述

2．1．1 数字音频水印的定义

2．1．2 数字音频水印的分类

2．1．3 数字音频水印的应用

2．2 数字水印基本框架

2．3 音频水印算法的评价指标

2．4 音频水印算法的相关技术

2．4．1 混沌加密

2．4．2 同步码

2．4．3 扩频水印技术

2．4．4 奇异值分解

2．4．5 MD5

2．5 本章小结

第三章 基于启发式搜索的鲁棒音频水印方案设计

3．1 方法设计

3．1．1 分段和划分

3．1．2 音频水印的嵌入和提取

3．2 基于启发式的嵌入强度确定方法

3．2．1 嵌入强度与不可感知性和鲁棒性之间的关系

3．2．2 音频水印嵌入强度优化模型的建立与肩发式求解方法

3．3 实验结果和分析

3．3．1 实验环境及参数设置

3．3．2 运行时间

3．3．3 不可感知性

3．3．4 鲁棒性

3．4 本章小结

第四章 基于窗口切换策略的半脆弱水印算法

4．1 MP3编码标准和窗口切换策略

4．1．1 MP3编码标准

4．1．2 窗口切换策略

4．2 基于窗口切换策略的水印嵌入和提取

4．2．1 水印的嵌入

4．2．2 水印的提取

4．3 篡改检测方法设计

4．4 实验结果和分析

4．4．1 篡改检测的有效性

4．4．2 算法效率

4．4．3 不可感知性

4．4．4 鲁棒性

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 本文工作的总结

5．2 未来工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况