检索结果-南通市图书馆

作者：王鑫太原理工大学

学位级别：硕士

数字音频水印算法是指将具有特定意义的水印信号通过某种方法嵌入到原始音频信号中,并在需要时将水印信号取出来的一种技术,属于信息隐藏技术的分支,是信息安全领域的重要研究内容,在版权保护、内容认证、保密通信等领域有着重要的应用... 详细信息

数字音频水印算法是指将具有特定意义的水印信号通过某种方法嵌入到原始音频信号中,并在需要时将水印信号取出来的一种技术,属于信息隐藏技术的分支,是信息安全领域的重要研究内容,在版权保护、内容认证、保密通信等领域有着重要的应用。不可感知性和鲁棒性是数字音频水印算法两个重要的评价指标。一方面,水印的嵌入是类似在原始音频上加噪的操作,应尽可能地降低在听觉上的影响。另一方面,水印信息作为需要被取的版权标识,不应在传播和使用的过程中被破坏,需要保持水印信息的完整性,这就要求水印对可能受到的攻击具有鲁棒性。常见的音频攻击有剪辑、变速、变调、拼接等,现有的数字音频水印算法大多不能很好地抵抗变速和变调操作,主要原因如下:现有的音频水印算法在嵌入时需要考虑水印嵌入位置和水印嵌入方法两方面。在嵌入位置的选取上,大多针对时间轴进行位置的选取,然后对确定时间范围内的数据选择合适的域变换,进行变换后嵌入水印。但是当音频受到变调攻击后,同一时间轴上的数据在低、中、高频的分布被改变,导致含有水印的部分移位而无法取,因此选取固定频段进行嵌入存在问题。在嵌入方法的选取上,大多使用加性水印方案将水印嵌入到待嵌入区域,但是这种对数据的改变会影响音频变速时最大相关性的计算,从而导致变速结果因水印的嵌入而无法预计,导致无法正确取出变速后音频中的水印。针对变速攻击,本文出在不变区域通过幅值重排的方法进行水印嵌入。当音频受到变速攻击后,原有采样点会产生时间上的偏移,且嵌入的水印会对音频变速的结果产生相互影响,若直接采用常见的方法进行处理,会导致在原先嵌入水印的位置上无法进行水印取的问题。本文基于波形相似重叠加法(Waveform Similarity Overlap-Add,WSOLA)算法找到每帧中的不变区域,并将其确定为嵌入区域。在该区域内进行离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT),预先设置重排效果,选取中频区域进行幅值重排,对DCT中频系数的子段根据待嵌水印位选取排列方式进行重排。针对变调攻击,本文出对能量按百分比进行划分,选择合适的区域进行水印嵌入。当音频受到变调攻击后,虽然原特征点位置未发生改变,但是无法在该位置找到正确的频段分量。本文基于能量分布的思想,先对音频进行分帧,对每帧进行DCT变换得到幅值序列。然后对每帧依次计算每个位置前n项能量和所占百分比,选取每帧90%至95%的区域进行嵌入。嵌入时采用扩频水印的思路,生成伪随机序列携带水印信息进行嵌入。对出的音频水印算法的实验评估包括不可感知性和鲁棒性两个方面,数据来自Mir-1K音乐数据库,分别进行了不可感知性的主、客观评价标准实验和鲁棒性的客观评价标准实验。实验结果表明,本文出的算法在满足不可感知性的情况下,可分别高对变速攻击和变调攻击的鲁棒性。

关键词：音频水印音频变速音频变调幅值重排鲁棒性

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