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自适应音频水印算法研究

作　者: 李榕
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: 音频水印 版权保护 自适应 心理声学模型 子带 沃尔什-哈达玛变换 小波变换
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


数字化和网络化技术的迅速发展在使数字媒体的制作、获取和传播变得便利的同时,也对数字化产品的版权保护提出了严峻的挑战,因为在“数字世界”中进行盗版、伪造和窜改已变得十分容易。数字水印技术能为数字产品的版权保护提供有效解决方案,是目前国际学术界的一个研究热点。作为一种主要的数字多媒体,数字音频产品的版权保护问题亟待解决,数字音频水印技术成为数字水印的一个重要研究方向。自适应音频水印算法能根据音频的局部内容自适应地选取水印嵌入位置、强度等参数,有利于水印算法得到实际应用。本文致力自适应数字音频水印算法的研究,主要工作如下：1、提出了一种基于心理声学模型的自适应音频水印算法。该算法首先利用滤波器组将音频信号划分为多个子带,然后在子带域通过量化离散余弦变换直流系数嵌入水印。嵌入过程中,利用子带掩蔽阈值来决定水印嵌入的子带位置和各子带上的水印嵌入强度,实现了水印的自适应嵌入。仿真实验结果表明,该算法对加噪声、低通滤波、重新量化、重新采样、MP3压缩等常见信号攻击有较好的鲁棒性。2、提出了一种在沃尔什-哈达玛变换和小波变换的混合域嵌入数字水印的新方法。该算法有以下几个特征：(1)联合利用小波变换的多分辨率分析特征与沃尔什-哈达玛变换的能量集中特性,提高数字水印的不可听性；(2)通过量化低频系数嵌入水印,量化步长基于信噪比自适应确定；(3)水印提取时不需要原始音频,实现了水印的盲提取；(4)对加噪声、低通滤波、重采样、重量化、MP3压缩、加回声等常见信号处理和基于cooledit及stirmark平台的多种攻击,算法都能表现出较强的鲁棒性。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 数字水印的发展及现状  11-13
  1.3 音频水印技术的应用  13-14
  1.4 本文主要内容  14-15
第2章 数字音频水印理论  15-26
  2.1 音频水印基本介绍  15-19
    2.1.1 音频水印模型  15-16
    2.1.2 音频水印分类  16
    2.1.3 音频水印基本特征  16-17
    2.1.4 音频水印的攻击  17
    2.1.5 音频水印性能评价  17-19
  2.2 音频水印背景知识  19-22
    2.2.1 数字音频信号  19-20
    2.2.2 人耳对声音的感知特性  20-22
  2.3 音频水印算法介绍  22-25
    2.3.1 时间域音频水印  22
    2.3.2 变换域音频水印  22-24
    2.3.3 自适应音频水印  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 基于心理声学模型的自适应音频水印算法  26-37
  3.1 相关背景知识介绍  26-31
    3.1.1 心理声学模型  26-28
    3.1.2 量化方法介绍  28-30
    3.1.3 滤波器组  30-31
  3.2 算法详细设计  31-34
    3.2.1 水印嵌入  31-33
    3.2.2 水印提取  33-34
  3.3 实验结果  34-36
    3.3.1 不可听性测试  34
    3.3.2 鲁棒性能测试  34-36
    3.3.3 性能对比测试  36
  3.4 本章小结  36-37
第4章 一种新的混合域自适应音频水印算法  37-50
  4.1 混合域音频水印概述  37
  4.2 沃尔什-哈达玛变换  37-40
    4.2.1 WHT公式定义  38
    4.2.2 沃尔什转换矩阵的生成  38-39
    4.2.3 WHT的特点  39-40
  4.3 基于SNR值确定量化步长的策略分析  40-41
  4.4 算法详细设计  41-44
    4.4.1 水印预处理  41-42
    4.4.2 水印嵌入  42
    4.4.3 水印提取  42-44
  4.5 算法性能测试  44-49
    4.5.1 量化步长选取测试  44-46
    4.5.2 不可听性测试  46-47
    4.5.3 鲁棒性测试  47-48
    4.5.4 性能对比测试  48-49
  4.6 本章小结  49-50
第5章 结论与展望  50-52
  5.1 结论  50
  5.2 研究展望  50-52
致谢  52-53
参考文献  53-57
攻读硕士期间发表的论文  57

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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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