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基于相位的音频数字水印技术的研究

作　者: 谭乃抗
导　师: 伍祥生
学　校: 广东技术师范学院
专　业: 系统理论
关键词: 音频水印相位 MATLAB 信息隐藏
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 23次
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内容摘要

摘要:近年来，随着计算机水平和网络通信技术的迅速发展，数字音频数据的处理、存储、传输等变得非常的快捷与方便，这对人们的生活带来了极大的丰富和便捷。在带来好处的同时，各种未授权的篡改、复制、分发等，也对付出巨大劳动的多媒体数据版权所有者的权益产生了严重的侵害。互联网数据交流的极度便捷性，令各种各样的盗版行为成为数字产业健康发展的重大障碍，对当前信息化进程来说也存在阻碍与制约。在如此的情况下，在多媒体数据版权保护和内容认证等方面来研究数字音频水印技术的应用，已经受到相当的重视。由于人类在听觉系统方面十分敏感，要实现数字音频水印系统的鲁棒性和透明性之间的平衡十分困难。在提出音频数字水印技术的多年以来，尤其是采用了频域来嵌入的方式以来，虽然在嵌入技术的方法上获得了很大的提高，数字水印技术也实现了一定程度的实用化。但是现在已提出的一些水印技术还有很多的不足之处，主要表现在随着水印抗攻击的鲁棒性加强，或因通过增加嵌入能量获得较强抗攻击能力，使水印不可感知性下降而未能令人满意。本文通过研究人耳的听觉特性，对不同种类的音频录音进行分析，总结出多媒体数字音频信号的相位特点，提出一种在人耳不敏感的相位信息上嵌入数字水印的算法，使其具有较好的不可感知性，并能具备很强的鲁棒性。在嵌入水印的音频信号中提取水印时不需要提供原始音频信号进行对比，即该算法还能实现盲提取。水印采用大小为M×N的二值图像，与随机生成的M×N密钥图像进行异或运算生成最终水印，能提高水印的安全性，保护原始水印不易被他人获取。嵌入水印过程中，先将音频文件进行分段处理，对每段数据进行快速傅里叶变换，获得该段音频信号的各个频点分量信号的强度与相位数据。根据水印数据，对特定频点信号的相位进行调制，将水印信息嵌入到相位上去。再将已调制过的频域数据进行快速傅里叶逆变换，生成包含水印信息的数字音频信号。本文还对已嵌入水印的音频信号进行多种常见的音频处理的攻击，对受攻击后的音频信号进行水印提取。实验证明本文的算法具有很强的鲁棒性，在受过攻击的音频信号中仍能很好的提取出水印信息。最后，论文还对所做的水印嵌入算法研究进行了总结，并对后续的可行的研究做出了展望。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-8
第一章绪论  8-16
  1.1 选题的意义和研究背景  8
  1.2 数字音频水印技术概述  8-12
  1.3 数字音频水印的应用  12-13
  1.4 音频水印技术的典型算法  13-16
第二章基础知识和基本原理概述  16-28
  2.1 音频信号的数字化  16-17
  2.2 离散小波变换  17-18
  2.3 离散余弦变换  18
  2.4 快速傅里叶变换的物理意义  18-20
  2.5 快速傅里叶变换在 MATLAB 中的应用  20-28
第三章多媒体数字音频的相位特性研究  28-38
  3.1 系统科学中的整体、层次与涌现性  28
  3.2 多媒体数字音频的相位特性  28-38
第四章基于相位的鲁棒音频水印方法  38-48
  4.1 水印信号的生成及嵌入  38-42
  4.2 水印提取  42
  4.3 实验结果  42-48
第五章总结与展望  48-49
参考文献  49-51
攻读硕士学位期间取得成绩情况  51-52
致谢  52

基于相位的音频数字水印技术的研究

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