魯棒性數字音頻水印技術研究.pdf

1、隨著網路的發(fā)展數字音頻水印技術備受關注，繼而成為國內外研究的熱點和難點問題。數字音頻水印技術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保護的目的。近年來魯棒性數字音頻水印技術備受關注，出現(xiàn)了各種關于魯棒性數字音頻水印技術的文章。
　　 本文通過對現(xiàn)有的魯棒性數字水印技術的研究，并結合信道編碼，擴

2、頻技術和同步技術等相關知識，在現(xiàn)有的一些基本理論和常用方法的基礎上，完成了以下幾個主要工作:
　　 (1)簡單的介紹了數字音頻水印的相關原理，包括基本定義、理論框架、分類、技術特征和算法特點，總結了數字音頻水印的應用領域及國內外的研究現(xiàn)狀，并分析了未來數字音頻水印發(fā)展的趨勢。
　　 (2)分析了數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)的相關算法。并總結了現(xiàn)有的主要攻擊方法和評價指標，在此基礎上簡單介紹了水印同步的相關知識和與本文相關的基礎數學知識。
　　 (3)結合編碼技術的糾錯能力，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)有的有關擴頻水印算法中忽略了在未知擴頻周期及其序列的基礎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再做離散余弦變換后的第

5、五個系數中。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和偽碼波形進行估計，實現(xiàn)了數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據作小波變換，提取低頻系