魯棒性數(shù)字音頻水印技術(shù)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)路的發(fā)展數(shù)字音頻水印技術(shù)備受關(guān)注，繼而成為國內(nèi)外研究的熱點和難點問題。數(shù)字音頻水印技術(shù)是利用人類聽覺系統(tǒng)的生理-心理特性，在不影響原始音頻質(zhì)量的條件下，向其中嵌入具有特定意義且易于提取的信息，并能夠抵抗一般的音頻信號處理或盜版者的某些惡意攻擊，以達到掩蔽通信和版權(quán)保護的目的。近年來魯棒性數(shù)字音頻水印技術(shù)備受關(guān)注，出現(xiàn)了各種關(guān)于魯棒性數(shù)字音頻水印技術(shù)的文章。
　　 本文通過對現(xiàn)有的魯棒性數(shù)字水印技術(shù)的研究，并結(jié)合信道編碼，擴

2、頻技術(shù)和同步技術(shù)等相關(guān)知識，在現(xiàn)有的一些基本理論和常用方法的基礎(chǔ)上，完成了以下幾個主要工作:
　　 (1)簡單的介紹了數(shù)字音頻水印的相關(guān)原理，包括基本定義、理論框架、分類、技術(shù)特征和算法特點，總結(jié)了數(shù)字音頻水印的應用領(lǐng)域及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，并分析了未來數(shù)字音頻水印發(fā)展的趨勢。
　　 (2)分析了數(shù)字音頻水印的典型算法，著重介紹了變換域的基于離散小波變換（Discrete Wavelet Transform，DWT）和離散

3、余弦變換(Discrete Cosine Transform，DCT)的相關(guān)算法。并總結(jié)了現(xiàn)有的主要攻擊方法和評價指標，在此基礎(chǔ)上簡單介紹了水印同步的相關(guān)知識和與本文相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)學知識。
　　 (3)結(jié)合編碼技術(shù)的糾錯能力，研究了一種基于Turbo碼的魯棒性音頻水印算法。該算法在水印嵌入之前先利用Turbo碼對一維化處理后的水印序列進行編碼，然后將編碼后的水印序列嵌入到小波變換后的低頻系數(shù)做奇異值分解后的對角矩陣中。最后在水印提

4、取時采用Turbo迭代譯碼算法進行譯碼得到水印序列，文中編譯碼部分是在傳統(tǒng)的Turbo碼外部加入了另一個偽隨機交織器來達到抵抗突發(fā)錯誤的目的。
　　 (4)針對現(xiàn)有的有關(guān)擴頻水印算法中忽略了在未知擴頻周期及其序列的基礎(chǔ)上對擴頻水印進行盲提取的問題，研究了一種基于DWT和DCT域的擴頻水印盲提取算法。該算法在嵌入時利用擴頻技術(shù)良好的抗干擾能力來提高水印魯棒性，將擴頻后的水印信息隱藏在音頻文件小波分解的低頻系數(shù)再做離散余弦變換后的第

5、五個系數(shù)中。水印提取時在擴頻序列及其周期均未知的情況下，采用二次譜和奇異值分解的方法對嵌入時使用的擴頻參數(shù)和偽碼波形進行估計，實現(xiàn)了數(shù)字音頻中擴頻水印的盲提取。
　　 (5)針對同步攻擊的問題，研究了一種基于小波變換的雙同步音頻水印算法。該算法同時借助外同步和自同步兩種思想，采用m序列作為外同步信號，譜熵作為自同步信號，將m序列嵌入音頻信號的時域來定位水印嵌入的起始位置，并把緊接著嵌入m序列后的一段音頻數(shù)據(jù)作小波變換，提取低頻系