基于小波变换的数字音频水印算法研究

论文摘要

随着计算机网络和多媒体技术的飞速发展,多媒体数据逐渐成为人们获取信息的重要来源,并成为人们生活的重要组成部分。然而当前数字信号处理和计算机网络传输技术的迅猛发展却使数据的版权保护面临严峻的挑战。因而,如何在开放的网路环境下对数字作品实施有效的版权保护已成为国际上研究的热门话题。数字水印技术是当前信息隐藏技术研究最为活跃的一个分支。用于版权保护的数字水印对不可感知性和鲁棒性有很高的要求,隐藏信息的唯一性也是对水印技术的要求之一。本论文通过分析对国内外数字音频水印算法的分析,改进了以下三种数字音频水印算法:改进了一种基于小波变换的自适应的音频水印算法。提出了利用掩蔽模型的总体掩蔽阀值确定嵌入强度的自适应音频水印算法,特点是根据音频信号的掩蔽值的变化自适应调整嵌入水印的强度的值,目的提高鲁棒性和保证原始信号的音质。提出了一种基于均值量化的小波域数字音频水印技术。本算法采用量化系数方法嵌入水印信息,实现了盲水印,提高了水印工程的实用价值。另外本算法利用了总体均值比单个样本具有更小的方差,对均值的修改更难这一特点,通过修改一系列小波系数的均值嵌入水印,提高了嵌入方法的灵活性。提出了一种以独立分量分析(ICA)与小波变换相结合的算法。其中应用最大峰值的ICA方法,此方法在保证听觉效果的前提下嵌入容量大,鲁棒性强,能经受较强的攻击,是一种可行而且有效的水印新方法。上述算法可应用于版权保护及信息隐藏等领域,可作为音频数字产品实施产权保护的方法之一,也可应用在以音频作载体的隐蔽通信中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 数字音频水印国内外发展现状
• 1.3 本文主要研究内容和结构安排
• 第2章 数字音频水印和小波变换
• 2.1 数字音频水印技术
• 2.1.1 数字音频水印原理及架构
• 2.1.2 数字音频水印的基本特性
• 2.1.3 常见的音频水印攻击方法
• 2.1.4 音频掩蔽及心理声学模型
• 2.2 小波变换
• 2.2.1 小波变换原理
• 2.2.2 离散小波变换
• 2.2.3 连续小波变换
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于小波变换的自适应数字音频水印算法
• 3.1 引言
• 3.2 自适应嵌入原理
• 3.3 算法的实现
• 3.3.1 数字水印预处理
• 3.3.2 水印信息嵌入
• 3.3.3 水印信息提取
• 3.4 实验结果分析及检测
• 3.4.1 透明性检测
• 3.4.2 鲁棒性检测
• 3.4.3 与传统小波变换算法的比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于均值量化的小波域数字音频水印算法
• 4.1 引言
• 4.2 均值量化调试的水印嵌入原理
• 4.3 均值量化小波水印算法的实现
• 4.3.1 水印信息嵌入
• 4.3.2 水印信息提取
• 4.4 实验结果分析及测试
• 4.4.1 主客观听觉测试
• 4.4.2 鲁棒性测试
• 4.4.3 安全性测试
• 4.4.4 检测性测试
• 4.4.5 与能量量化音频水印算法的比较
• 4.5 本章小结
• 第5章 ICA和小波变换相结合的音频水印算法
• 5.1 ICA概述
• 5.2 ICA和小波结合算法在音频水印中的实现
• 5.2.1 水印嵌入方案
• 5.2.2 水印提取方案
• 5.3 实验结果分析及检测
• 5.3.1 透明性检测
• 5.3.2 鲁棒性检测
• 5.3.3 与非ICA音频水印方法的比较
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢