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基于倒谱域的音频水印算法研究

作　者: 禹召阳
导　师: 张晓明
学　校: 北京化工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 音频水印 小波变换 倒谱变换 统计均值 盲提取
分类号: TP309
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 50次
引　用: 1次
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内容摘要


随着互联网迅猛发展,数字图像、音频和视频等多媒体产品得到日益广泛的普及和应用。随之而来的是盗版现象,软件产品的盗版、数字文档的非法拷贝、各种数字信息的篡改等,带来了严重的版权危机。因此在网络环境下的版权保护和信息安全,已成为亟待解决的问题之一。本文主要针对音频隐秘通信过程中所遇到的多种典型攻击,在倒谱域和小波域中设计了不同的音频信息隐藏算法。实验结果表明,这些算法具有良好的透明性和鲁棒性。首先,分析了音频信息隐藏技术的国内外研究现状,并介绍了音频信息隐藏技术的相关基础知识。其次以直观的二值图像作为水印信息,以音频数据作为载体,以不可察觉性和健壮性为标准,设计了两种音频盲水印方法。1.基于倒谱变换的音频盲水印算法。先将载体分段,其次对指定段进行倒谱变换,去掉倒谱系数两端不平稳数据,并结合统计均值调制(SMM)思想嵌入水印。水印检测不需要原始音频信号,属于盲水印提取。仿真结果表明该算法有较好的透明性,能抵抗常见的水印攻击,但其鲁棒性有待提高。2.基于小波变换和倒谱变换的音频盲水印算法。为提高数字音频盲水印算法的鲁棒性,在基于倒谱域统计均值的音频盲水印算法的基础上,将小波变换和倒谱变换相结合,利用离散小波变换得到的低频分量做倒谱变换,结合统计均值思想嵌入水印。仿真结果表明,该算法比单纯使用倒谱变换的算法有更好的透明性和健壮性,提取水印属盲提取,并且能比较好地抵抗低通滤波、重采样、重新量化、音频格式转换、音量变化、添加白噪声等常见信号处理及攻击。本课题提出的两种算法具有较好的不可感知性,对一些基本的水印攻击具有较强的鲁棒性,并且均实现了水印的盲检测,具有一定的工程实用价值。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章 绪论  14-18
  1.1 课题研究背景和意义  14
  1.2 国内外研究现状  14-17
  1.3 本文主要研究内容  17-18
第二章 音频信息隐藏技术综述  18-32
  2.1 音频数字水印简述  18
  2.2 音频信息隐藏技术综述  18-26
    2.2.1 音频水印系统模型  18-19
    2.2.2 音频掩蔽及MPEG心理声学模型  19-21
    2.3.3 数字水印的分类  21-22
    2.3.4 数字水印的基本要求  22
    2.3.5 音频水印的攻击  22-23
    2.3.6 数字音频信息隐藏的评价标准  23-26
  2.3 常见的音频水印算法  26-29
    2.3.1 时域算法  26-27
    2.3.2 变换域算法  27-29
    2.3.3 压缩域算法  29
  2.4 数字水印的主要应用领域  29-30
  2.5 本章小结  30-32
第三章 基于倒谱域的音频水印算法  32-54
  3.1 倒谱变换基本概念  32-35
    3.1.1 倒谱特点  32-33
    3.1.2 倒谱变换的Matlab实现  33-34
    3.1.3 统计均值思想  34-35
  3.2 基于倒谱域统计特征的水印算法  35-37
    3.2.1 算法流程  35
    3.2.2 水印的嵌入  35-36
    3.2.3 水印的提取  36-37
  3.3 仿真实验与分析  37-52
    3.3.1 不可知性检测  37-38
    3.3.2 健壮性检测  38-50
    3.3.3 算法比较  50-52
  3.4 小结  52-54
第四章 小波变换和倒谱变换相结合的音频水印算法  54-76
  4.1 小波变换基本概念  54-57
    4.1.1 小波变换定义  54-56
    4.1.2 尺度函数与小波函数  56-57
  4.2 基于小波和倒谱变换的音频水印算法设计  57-60
    4.2.1 小波基的选取  57-58
    4.2.2 小波分解级数的选取  58
    4.2.3 阈值T及音频分段的选择  58
    4.2.4 算法流程  58-59
    4.2.5 水印的嵌入  59-60
    4.2.6 水印的提取  60
  4.3 仿真实验与分析  60-75
    4.3.1 不可知性检测  61
    4.3.2 健壮性检测  61-73
    4.3.3 算法比较  73-75
  4.4 小结  75-76
第五章 结论与展望  76-78
  5.1 论文的主要工作内容和成果  76
  5.2 未来展望  76-78
参考文献  78-82
致谢  82-84
攻读硕士学位期间发表的论文  84-86
作者和导师简介  86-87
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  87-88

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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
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