基于复倒谱变换的数字音频水印研究

论文摘要

随着数字技术和因特网的发展,人们可以方便快捷地复制和传输各种数字音频,其版权保护成为一个迫切需要解决的问题,数字音频水印技术为这一问题提供了一个有效的解决手段。对复倒谱变换在数字音频水印中的应用进行了研究,主要在以下几个方面取得了一些研究成果:提出了一种基于量化复倒谱变换的数字音频水印算法。它充分利用了复倒谱变换的特征,结合一定的量化方法嵌入水印,水印的提取不需要原始音频信号,是一种盲水印算法;实验结果表明嵌入的水印不仅具有很好的不可感知性,而且对于重采样、低通滤波、添加噪声、重新量化、有损压缩等常见的音频攻击具有很好的稳健性。提出了一种基于复倒谱变换的自适应音频水印算法,对音频载体分段后结合人类听觉系统的掩蔽特性,实现了水印嵌入位置的自适应确定;充分利用复倒谱变换的性质,在对应位置嵌入水印信号。水印的提取不需要原始音频信号,是一种盲水印算法。实验结果表明,此算法不仅具有很好的不可感知性,而且在重采样、低通滤波、添加噪声、重新量化、有损压缩等常见的音频攻击后具有很好的稳健性,和文献中基于小波和复倒谱变换的音频水印技术相比,提取水印的相关系数有明显提高。提出了一种基于复倒谱变换的自同步音频水印算法,在每段音频中同时嵌入一个同步信号和水印数据。实验结果表明此算法提取同步信号的效率很快,并对重采样、低通滤波、添加噪声、重新量化、有损压缩等常见的音频攻击具有很好的稳健性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外数字水印研究现状及水平
• 1.3 数字水印技术的分类
• 1.4 数字音频水印框架
• 1.5 数字音频水印技术的应用
• 1.6 论文结构
• 第二章 数字音频水印技术
• 2.1 声音和听觉
• 2.2 声音信号数字化
• 2.3 对音频水印的要求
• 2.4 现有的音频水印算法
• 2.4.1 时域音频数字水印算法
• 2.4.2 变换域音频数字水印算法
• 2.5 音频水印的攻击及性能评价标准
• 2.5.1 音频的攻击与对策
• 2.5.2 音频水印系统的性能评价标准
• 2.6 目前存在的问题及未来研究的重点
• 第三章 基于复倒谱变换的数字音频水印算法
• 3.1 复倒谱变换引入
• 3.1.1 复倒谱的概念
• 3.1.2 复倒谱分析
• 3.1.3 倒谱技术在数字水印技术的应用
• 3.2 基于量化复倒谱变换的数字音频水印算法
• 3.2.1 水印预处理
• 3.2.2 水印嵌入
• 3.2.3 水印提取
• 3.3 一种自适应的倒谱变换数字音频水印算法
• 3.3.1 水印嵌入
• 3.3.2 水印提取
• 3.4 一种基于倒谱变换的自同步音频水印算法
• 3.4.1 同步信号
• 3.4.2 数据嵌入
• 3.4.3 数据提取
• 3.5 本章小结
• 第四章 水印算法的不可感知性和稳健性分析
• 4.1 不可感知性分析
• 4.2 稳健性分析
• 4.2.1 直接提取水印
• 4.2.2 重采样攻击
• 4.2.3 低通滤波攻击
• 4.2.4 高斯白噪声攻击
• 4.2.5 重量化攻击
• 4.2.6 有损压缩攻击
• 4.2.7 剪切攻击
• 4.3 算法优缺点分析
• 4.3.1 QAW算法
• 4.3.2 AAW算法
• 4.3.3 SAW算法
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 进一步的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果