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(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。數(shù)字音頻水印技術(shù)是利用人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)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(hào)處理或盜版者的某些惡意攻擊，以達(dá)到掩蔽通信和版權(quán)保護(hù)的目的。近年來(lái)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(guò)對(duì)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(kuò)

2、頻技術(shù)和同步技術(shù)等相關(guān)知識(shí)，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(gè)主要工作:
　　 (1)簡(jiǎn)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(lèi)、技術(shù)特征和算法特點(diǎn)，總結(jié)了數(shù)字音頻水印的應(yīng)用領(lǐng)域及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，并分析了未來(lái)數(shù)字音頻水印發(fā)展的趨勢(shì)。
　　 (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(píng)價(jià)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單介紹了水印同步的相關(guān)知識(shí)和與本文相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)。
　　 (3)結(jié)合編碼技術(shù)的糾錯(cuò)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(duì)一維化處理后的水印序列進(jìn)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(duì)角矩陣中。最后在水印提

4、取時(shí)采用Turbo迭代譯碼算法進(jìn)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(gè)偽隨機(jī)交織器來(lái)達(dá)到抵抗突發(fā)錯(cuò)誤的目的。
　　 (4)針對(duì)現(xiàn)有的有關(guān)擴(kuò)頻水印算法中忽略了在未知擴(kuò)頻周期及其序列的基礎(chǔ)上對(duì)擴(kuò)頻水印進(jìn)行盲提取的問(wèn)題，研究了一種基于DWT和DCT域的擴(kuò)頻水印盲提取算法。該算法在嵌入時(shí)利用擴(kuò)頻技術(shù)良好的抗干擾能力來(lái)提高水印魯棒性，將擴(kuò)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(gè)系數(shù)中。水印提取時(shí)在擴(kuò)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(duì)嵌入時(shí)使用的擴(kuò)頻參數(shù)和偽碼波形進(jìn)行估計(jì)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字音頻中擴(kuò)頻水印的盲提取。
　　 (5)針對(duì)同步攻擊的問(wèn)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(shí)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(hào)，譜熵作為自同步信號(hào)，將m序列嵌入音頻信號(hào)的時(shí)域來(lái)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