基于广播电视监测的数字音频水印研究

论文摘要

数字音频水印能为数字音频提供一种版权保护方案。数字音频在多媒体产品中占有较大的比重，特别是在广播电视领域有着广泛的应用前景，研究数字音频水印有较强的现实意义。现有的数字音频水印中存在以下问题，需要进一步研究：1)基于小波变换的音频水印算法研究文献较多，但存在着这样或那样的不足。如：检测不是盲水印，健壮性不强等。2)对脆弱性的音频水印的研究还不够深入，探讨利用水印的脆弱性对音频进行篡改定位的文献很少。3)基于压缩域的音频水印方法相对较少。在对现有音频水印算法分析、比较、试验的基础上，提出、改进了如下数字音频水印算法：1)基于心理声学模型的小波域脆弱性音频水印。采用对小波包系数进行量化的方法嵌入水印，结合了心理声学模型，使水印具有良好的透明性。实验证明该水印具有良好的脆弱性，并能进行篡改定位。2)基于能量比较的小波域鲁棒性水印。算法具有较强的健壮性，较好的透明性，提取水印属盲水印提取，能经受添加噪声、重采样、低通滤波、音频格式转换等常见信号处理及攻击。3)基于MPEG-AAC音频压缩格式的压缩域水印。算法根据AAC压缩算法中的编码特性在压缩域嵌入水印，为了获得更好的透明性，根据感知熵对水印的嵌入位置进行了优化。上述几种水印可以应用在广播电视监测系统中，根据它们不同的特性可以应用于不同的场合，脆弱性的水印可以用于内容完整性保护，而鲁棒性水印可以用于版权保护。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 数字音频水印的国内外研究现状
• 1.3 本文内容组织
• 2 数字音频水印
• 2.1 音频的数字化
• 2.2 数字水印系统的基本原理
• 2.1.1 数字水印概述
• 2.1.2 数字音频水印的基本模型
• 2.3 数字音频水印的特性
• 2.4 数字水印的分类
• 2.5 数字音频水印在广播电视领域的应用
• 2.6 数字音频水印现有算法概述
• 3 听觉模型
• 3.1 响度
• 3.2 高音
• 3.3 掩蔽效应
• 3.4 MPEG 心理声学模型 I
• 3.4.1 谱计算
• 3.4.2 声压级测定
• 3.4.3 安静状态阈值
• 3.4.4 判决有调和无调成分
• 3.4.5 有调和无调掩蔽成分的抽取
• 3.4.6 单独掩蔽阈值的计算
• 3.4.7 总体掩蔽阈值的计算
• 4 基于心理声学模型的小波域脆弱水印
• 4.1 引言
• 4.2 离散小波变换（DWT）基本理论
• 4.2.1 小波简介
• 4.2.2 小波包分析
• 4.3 水印预处理
• 4.4 量化系数原理
• 4.5 水印嵌入算法
• 4.6 水印提取算法
• 4.7 仿真实验及检测
• 4.8 总结
• 5 基于能量比较的小波鲁棒水印法
• 5.1 引言
• 5.2 算法概述
• 5.3 水印嵌入算法
• 5.4 水印提取算法
• 5.5 仿真实验及检测
• 5.6 总结
• 6 基于 MPEG-AAC 压缩的压缩域水印
• 6.1 引言
• 6.2 MPEG2-AAC 编码介绍
• 6.2.1 MPEG-2 AAC 简介
• 6.2.2 Huffman 编码
• 6.3 基于 escape coding 的水印嵌入算法
• 6.4 嵌入算法改进
• 6.5 水印提取
• 6.6 实验结果
• 6.7 小结
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢