基于变换域的数字音频水印算法研究

论文摘要

随着网络技术的飞速发展以及数字多媒体压缩技术的日益成熟,视频、图像和音频等数字化产品在网络上传播和使用越来越便利,同时使得数字化产品的盗版日益突出。如何在网络环境下有效保护这些数字化产品的版权问题变得越来越迫切,数字水印技术就是在这样的一个背景下应运而生的。它通过向数字产品中隐藏一些秘密信息,以此来达到保护数据的安全性目的。数字水印技术能有效地解决网络环境下数字化产品的版权纠纷问题,因此该领域得到了业界广泛的重视和研究,已经成为国内外研究的热点之一。音频水印技术是以音频为载体的数字水印技术,该技术通过向音频文件中隐藏一些指纹信息或者其他标识信息,从而有效地保护数字音频文件的完整性和著作人的权利。首先详细介绍了数字音频水印的基本原理、特点、评价标准、分类和应用,重点分析了基于离散小波变换的音频水印算法。针对变换域音频水印在透明性上的不足以及算法复杂度过高的问题,提出一种传统的基于DWT和系数幅度值比较的音频盲水印算法,通过在DWT变换后的低频系数域,自适应调整系数幅度值和水印比特的大小关系进行嵌入水印信息,具有较好的鲁棒性和透明性,算法的复杂度低。针对传统的混合域算法在透明性和鲁棒性之间很难达到平衡的问题,针对传统的混合域算法在透明性和鲁棒性之间无法达到平衡的弱点,进一步提出一种新颖的基于DWT和DCT混合域变换的“零水印”方案,通过对DWT变换后的低频系数进行DCT变换,利用直流系数的正负性不易改变的特点,根据系数正负性构造一个“零水印”,使算法具有高透明性和强鲁棒性,让两者达到一个合理的平衡。最后,分别对两个算法进行了安全性、透明性和鲁棒性等特性评估。结果表明,两种算法在鲁棒性和透明性上都达到了预期的设计目标,能有效地保护网络环境下的数字音频的安全。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 数字水印技术背景及其应用
• 1.1.1 数字水印的技术背景
• 1.1.2 数字水印的应用
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 当前研究存在的问题
• 1.4 本论文的研究内容及章节设置
• 第2章 数字音频水印技术
• 2.1 数字音频水印概述
• 2.1.1 数字音频水印的定义及特性
• 2.1.2 数字音频水印的的研究现状及发展前景
• 2.1.3 数字音频水印的的基本模型
• 2.1.4 数字音频水印的的分类
• 2.1.5 数字音频水印的评价标准
• 2.1.6 数字音频水印的应用
• 2.2 人耳听觉特性
• 2.3 典型的数字音频水印算法
• 2.3.1 变换域音频算法
• 2.3.2 时域音频算法
• 第3章 基于 DWT 和系数幅度值比较的音频盲水印算法
• 3.1 小波变换理论
• 3.1.1 小波简介
• 3.1.2 离散小波变换
• 3.2 基于 DWT 变换的音频水印算法概述
• 3.3 基于DWT 和系数幅度值比较的音频盲水印算法
• 3.3.1 算法概述
• 3.3.2 水印嵌入方案
• 3.3.3 水印提取方案
• 3.3.4 仿真实验
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于 DWT 和DCT 混合域变换的音频“零水印”算法
• 4.1 DCT 简介
• 4.2 算法概述
• 4.3 零水印构造方案
• 4.4 水印提取方案
• 4.5 仿真实验
• 4.6 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT