基于可视密码术的小波域音频数字水印的研究

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数字水印技术作为一门新兴的学科交叉的应用技术,是信息隐藏的重要分支。它是将标识作者版权的保护信息和认证信息嵌入到图像、音频、视频或软件等各种数字产品中,以达到区分非法拷贝传播和保护知识产权的作用。数字水印作为当前多媒体信息安全领域的热点技术,已经受到国际学术界和企业界的高度重视。 本文首先结合国内外研究问题的背景,指出音频数字水印技术对于科研及工业生产的重要意义,并且对水印技术的研究现状及发展趋势进行了分析和总结;然后综述了与音频数字水印、可视密码术和离散小波变换相关的一些基础理论知识,针对音频数字水印技术进行了深入系统地研究。 本文针对可视密码和数字音频分别给出了三种水印算法。 (1)基于分块字典的可视密码改进算法。将分块编码应用于可视密码,即对密图中各像素块利用分块字典进行逐个编码,利用降维处理函数及加密布尔运算,将编码矩阵对应到一维水印比特流,避免了传统可视密码算法中像素膨胀、对比度下降的缺点。 (2)基于小波域的鲁棒音频数字水印算法。将离散小波变换同时运用到载体和水印信号中;对音频进行分段,对于满足嵌入要求的相邻三个音频帧,通过离散小波变换低频均值特定关系嵌入和提取水印。通过实验证明该算法具有很好的鲁棒性。 (3)基于码分复用的鲁棒音频水印算法。根据码分复用、量化系数基本原理,利用密钥m码片序列、自身反码码片序列及与密钥码片正交码片序列,将水印信息扩频;然后,根据量化系数原理,通过改变音频帧小波变换低频均值系数量化区间嵌入水印信息;提取水印时,通过检测音频帧小波变换低频均值系数量化区间,同时,通过密钥码片序列与水印比特流正交运算结果,搜索同步信息,提取水印比特。实验结果表明,该算法具有良好的不可见性;同时对噪声、剪切等攻击都具有较强的鲁棒性和水印提取能力。
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