自同步数字音频二维水印理论与方法研究

论文摘要

伴随着网络技术(特别是Internet 技术)与多媒体技术的飞速发展,数字信息的传输与利用日益变得频繁与广泛.鉴于数字信息极易被无限制任意编辑、复制与散布,从而导致数字媒体作品的原创者蒙受巨大经济损失,数字作品的知识产权保护已经成为一个迫切需要解决的关键问题.而传统加密技术只能提供小范围保护,且具有安全性不足和流通性较差等弱点.数字水印(Digital Watermarking)作为一种潜在的解决方案受到了广泛关注,并成为国际学术界研究的一个热点. 数字音频水印是多媒体数字水印的一个研究分支。目前,数字音频水印的研究主要集中在算法的理论研究上,对于不同的应用场合,对音频水印的具体要求亦不尽相同。国内外提出了各种各样的算法,但关于嵌入二维灰度水印及同步音频水印的研究较少。本文针对上述问题进行了全面的研究,提出了一种将灰度图像(即二维水印)嵌入到原始音频中的新数字水印算法。该算法基于整数小波变换,通过整体修改小波系数嵌入灰度水印图像。实验结果表明,该算法不仅具有较好的透明性,而且对诸如重新采样、重新量化、低通滤波、mp3 压缩、叠加噪声等攻击均具有较好的鲁棒性。随后本文提出了一种自同步音频水印算法,该算法通过对音频信号特征的分析,将凸点作为嵌入水印的位置标识,嵌入水印图像的位置信息,以抵抗同步攻击。实验结果表明,该算法可有效抵抗常规信号攻击,尤其对同步攻击有较好的鲁棒性。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 论文的选题背景和意义
• 1.2 数字水印的历史、现状及发展情况
• 1.3 数字水印的发展趋势
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 数字水印技术
• 2.1 数字水印及主要特性
• 2.2 数字水印的基本理论框架
• 2.3 数字水印的应用领域
• 2.4 数字水印的分类
• 第三章 数字音频文件格式
• 3.1 数字音频的基本概念
• 3.1.1 声音种类
• 3.1.2 数字音频
• 3.1.3 声音质量
• 3.1.4 MIDI
• 3.2 常见音频文件格式
• 第四章 数字音频水印技术
• 4.1 音频水印的特点
• 4.2 数字音频水印系统的要求
• 4.3 人类听觉模型（HAS-Human Audio System）
• 4.4 与音频水印嵌入相关的参数
• 4.5 数字音频水印检测及评价标准
• 4.6 数字音频水印的攻击
• 第五章 常用的数字音频水印算法
• 5.1 时间域数字音频水印算法
• 5.1.1 低位比特编码（LSB）
• 5.1.2 相位编码（Phase Coding ）
• 5.1.3 扩频方法
• 5.1.4 回声隐藏
• 5.2 变换域音频水印技术
• 5.2.1 付氏变换域（DFT）方法
• 5.2.2 离散余弦变换域（DCT）方法
• 5.2.3 小波变换域方法（DWT）
• 第六章 基于整型小波的数字音频二维水印嵌入算法
• 6.1 背景
• 6.2 数字水印嵌入
• 6.2.1 水印图像的预处理
• 6.2.2 音频信号的分段处理
• 6.2.3 水印信号的嵌入
• 6.2.4 小波逆变换
• 6.3 数字水印提取
• 6.4 仿真实验与结论
• 第七章 自同步数字音频水印算法
• 7.1 背景
• 7.1.1 数字音频水印的同步性问题分析
• 7.2 数字水印嵌入
• 7.2.1 水印信号的预处理
• 7.2.2 提取凸点（salient points）
• 7.2.3 选取水印嵌入区域嵌入水印
• 7.3 数字水印提取
• 7.4 仿真实验与结论
• 第八章 结论与展望
• 8.1 已完成工作与创新点
• 8.2 进一步研究的内容和数字水印的展望
• 8.2.1 算法
• 8.2.2 标准
• 8.2.3 系统
• ABSTRACT
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 学位论文独创性声明