數(shù)字音頻的廣泛應(yīng)用與易于傳播,使其版權(quán)保護(hù)等問(wèn)題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。數(shù)字水印技術(shù)是解決版權(quán)保護(hù)問(wèn)題的一種有效技術(shù)。針對(duì)數(shù)字音頻的版權(quán)問(wèn)題本文研究了數(shù)字音頻的水印算法,主要內(nèi)容如下:（1）針對(duì)版權(quán)保護(hù)等魯棒性要求較高的場(chǎng)景,提出了倒譜域音頻二維映射水印算法。算法將一維音頻序列映射為二維矩陣,對(duì)矩陣分塊后進(jìn)行復(fù)倒譜變換,將水印嵌入在復(fù)倒譜系數(shù)中。大量音頻的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本算法可以抵抗重采樣、重量化、時(shí)域增幅、剪切、低通濾波、MP3壓縮、高斯白噪聲七種攻擊,在七種攻擊下提取水印的相似度平均高達(dá)99%以上。該算法的魯棒性優(yōu)于小波域與倒譜域結(jié)合算法,且在重采樣攻擊下獲得了比先進(jìn)的范數(shù)域算法更好的魯棒性,該算法可適用于語(yǔ)音、聲樂(lè)及器樂(lè)音頻。（2）針對(duì)不可感知性要求較高的場(chǎng)景,提出了倒譜域音頻時(shí)域能量盲水印算法。通過(guò)分析音頻信號(hào)的時(shí)域能量挑選嵌入段,使嵌入段的復(fù)倒譜系數(shù)均值落在閾值兩端從而嵌入水印。算法可自適應(yīng)調(diào)整嵌入閾值,并實(shí)現(xiàn)了水印的盲提取。仿真結(jié)果顯示算法嵌入水印的不可感知性較好。相比其它改進(jìn)的統(tǒng)計(jì)均值調(diào)制算法以及小波域的不可感知性水印算法,該算法的不可感知性更好。除對(duì)重量化攻擊魯棒性不足,... 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

音頻二維映射基本原理

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文32綜上，在沒(méi)有受到攻擊時(shí)，所設(shè)計(jì)的水印算法可以沒(méi)有誤碼地提取出水印信息。算法在14種攻擊中達(dá)到提取水印的BER平均為0.97%，NC平均為0.9913，意味著算法可在常見(jiàn)的音頻攻擊下提取出的水印相似度為99%以上，誤碼率在1%以內(nèi)。由上述分析，本算法可以有效抵抗高斯白噪聲、剪切、重采樣、重量化、低通濾波、時(shí)域增幅、MP3有損壓縮這些常見(jiàn)的音頻信號(hào)攻擊。測(cè)試結(jié)果顯示多數(shù)攻擊下算法可以實(shí)現(xiàn)無(wú)誤碼提取，即使出現(xiàn)提取錯(cuò)誤的水印比特，水印相似度可達(dá)95%以上。但在抵抗高斯白噪聲、剪切攻擊時(shí)存在不足，若所加的高斯白噪聲較為嚴(yán)重或者剪切的位數(shù)變多，提取會(huì)出現(xiàn)較多誤碼。圖3.14是在攻擊實(shí)驗(yàn)中，提取出現(xiàn)誤碼時(shí)的水印效果，體現(xiàn)了音頻信號(hào)攻擊對(duì)水印提取的影響：(a)為原始的水印圖像；(b)、(c)、(d)分別為“horn23_2”含水印音頻進(jìn)行剪切與重量化攻擊后提取水印結(jié)果；(e)、(f)為“trpt21_2”含水印音頻進(jìn)行剪切攻擊后提取水印結(jié)果；(g)-(k)分別為“frer07_1”含水印音頻進(jìn)行高斯白噪聲、重采樣攻擊后提取水印結(jié)果。圖3.14音頻信號(hào)攻擊對(duì)水印提取的影響

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文50稍弱的抵抗性，但此類攻擊下所得水印相似度可達(dá)到95%以上，可有效地識(shí)別內(nèi)容。算法只對(duì)重量化的抵抗能力較差，這是因?yàn)楸舅惴榱嗽黾硬豢筛兄�，�?duì)復(fù)倒譜系數(shù)只進(jìn)行了微小的改動(dòng)，音頻降位量化后會(huì)丟失很多水印信息，導(dǎo)致水印被嚴(yán)重破壞。算法結(jié)合了復(fù)倒譜變換，對(duì)整體魯棒性會(huì)有彌補(bǔ)。因此算法對(duì)重采樣、低通濾波、剪切以及MP3壓縮攻擊具有優(yōu)秀魯棒性，都能幾乎沒(méi)有錯(cuò)位地提取出清晰的水櫻除重量化以外，算法在其它六種攻擊下提取水印相似度在93%以上，平均BER=2.78%，NC=0.9821，表明了算法可抵抗高斯白噪聲、重采樣、時(shí)域增幅、剪切、低通濾波、MP3壓縮攻擊。圖4.9展示了進(jìn)行各類攻擊后，兩個(gè)含水印音頻的提取結(jié)果，從左到右的攻擊依次為高斯白噪聲、重采樣、時(shí)域增幅、剪切、低通濾波、MP3壓縮。圖中(a)-(f)為“harp40_1”的提取效果圖，(g)-(l)為“sopr44_1”的提取效果圖。由圖4.9可以看出算法在除重量化以外的攻擊下可以較好地識(shí)別水印內(nèi)容。圖4.9音頻信號(hào)攻擊對(duì)水印提取的影響本章選取與上節(jié)相同的三個(gè)算法進(jìn)行魯棒性對(duì)比，所有算法使用三個(gè)不同類型的宿主音頻文件進(jìn)行“XUST”水印的嵌入，然后對(duì)含水印的文件進(jìn)行攻擊：加性高斯白噪聲（30dB）、重采樣（44.1kHz）、重量化（16bit-8bit）、時(shí)域增幅（120%）、剪切（10000個(gè)樣本點(diǎn)）、低通濾波（6kHz、14kHz）、MP3壓縮（64kbps、128kbps）。圖4.10-4.12反映了語(yǔ)音spfe49_1、器樂(lè)harp40_1、聲樂(lè)sopr44_1三種音頻文件在攻擊后的水印提取對(duì)比效果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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