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鲁棒音频水印技术研究

作　者: 王鸿奎
导　师: 王宏霞
学　校: 西南交通大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 鲁棒音频水印 复倒谱变换 子带 小波变换 奇异值分解 同步攻击
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着计算机网络技术和多媒体技术的飞速发展,数字音频的传播变得极其便利,同时,由于各种音频处理软件的广泛应用,使得对于音频作品的侵权也更加容易。因此,对于音频作品的保护已经刻不容缓,而目前被广泛关注的数字音频水印技术则是保护音频版权的有效技术手段。本文主要研究了鲁棒音频水印技术,主要工作如下：(1)对数字音频水印技术的基本理论知识进行了简要介绍,并且阐述了数字音频水印的相关理论、典型的数字音频水印算法、常见攻击类型以及评价标准。(2)介绍了心理声学模型、复倒谱分析和滤波器组的基本原理。设计了一种基于滤波器组的自适应音频水印算法。利用子带滤波器组将各帧音频划分为32个子带信号,并与复倒谱变换相结合,在整个频域嵌入水印信息。该算法利用人类的听觉系统来自适应调整水印的嵌入强度提高了水印的鲁棒性,在子带域嵌入水印使水印算法与人耳的感知特性更好地结合,提高了水印的不可听性。仿真实验结果表明,该算法对加噪声、低通滤波、重新量化、MP3压缩等常见攻击有较强的鲁棒性,使水印在鲁棒性与不可听性之间有了较好的折衷。(3)阐述了奇异值分解与小波变换的基本原理和特性,小波变换具有较好的多分辨率分析的特性,而奇异值也具有很好的稳定性。因此,将小波变换以及奇异值分解结合在一起,设计了一种混合域音频水印算法。在嵌入水印时,采用了两种嵌入策略。同时还嵌入了同步码以及编号,从而可以抵抗一定的同步攻击。仿真实验结果表明该算法对于加噪声、重采样、MP3压缩和剪切等具有较强的鲁棒性。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 研究背景和意义  10
  1.2 数字水印概述  10-16
    1.2.1 数字水印的定义和特点  10-11
    1.2.2 数字水印的分类  11-12
    1.2.3 数字音频水印的应用  12-14
    1.2.4 数字音频水印的国内外研究现状  14-16
  1.3 本文的主要内容与结构安排  16-18
第二章 数字音频水印理论  18-27
  2.1 数字音频水印相关理论  18-20
    2.1.1 数字音频信号  18
    2.1.2 人类的听觉系统  18-20
    2.1.3 数字音频水印的基本理论框架  20
  2.2 数字音频水印算法介绍  20-23
    2.2.1 时域音频水印算法  20-21
    2.2.2 变换域音频水印算法  21-23
    2.2.3 压缩域音频水印算法  23
  2.3 数字音频水印攻击与评价标准  23-26
    2.3.1 音频水印攻击  23-24
    2.3.2 音频水印的评价标准  24-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 基于滤波器组的自适应音频水印算法  27-40
  3.1 相关背景知识介绍  27-29
    3.1.1 人耳的感知特性  27-28
    3.1.2 复倒谱分析  28-29
    3.1.3 滤波器组  29
  3.2 算法详细设计  29-33
    3.2.1 水印预处理  29-30
    3.2.2 水印的嵌入  30-32
    3.2.3 水印的提取  32-33
  3.3 实验结果  33-39
    3.3.1 自适应嵌入强度及倒谱均值特性测试  34-36
    3.3.2 不可昕性测试  36-37
    3.3.3 鲁棒性能测试  37-39
    3.3.4 性能对比测试  39
  3.4 本章小结  39-40
第四章 基于SVD和DWT的数字音频水印算法  40-57
  4.1 奇异值分解  40
  4.2 小波变换的基本原理  40-43
    4.2.1 小波变换的相关知识  40-41
    4.2.2 连续小波变换与离散小波变换  41-42
    4.2.3 信号的小波分解  42-43
  4.3 算法主要内容  43-50
    4.3.1 水印预处理  43-44
    4.3.2 水印的嵌入  44-48
    4.3.3 水印的提取  48-50
  4.4 仿真实验结果及分析  50-56
    4.4.1 不可听性测试  50-54
    4.4.2 鲁棒性能测试  54-55
    4.4.3 性能对比测试  55-56
  4.5 本章小结  56-57
总结与展望  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-64
攻读硕士学位期间发表的论文  64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密 > 加密与解密
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