基于混沌序列的数字音频水印技术研究

论文摘要

随着计算机和网络的飞速发展,数字音像制品和音乐制品大量制作和发行,为了防止数字作品被非法拷贝、伪造或篡改,音频数据的版权保护就显得越来越重要,音频数字水印技术就是在这样的背景下提出的。本文提出基于混沌系统的数字音频水印系统,以实现版权保护、掩蔽通信等目的。混沌系统由于具有良好的伪随机特性、轨道的不可预测性、对初始状态及控制参数的敏感性等一系列特性,使其在密码学、通信学等方面的应用成为研究的热点。本文从三个方面讨论混沌系统在数字水印系统中的应用。针对水印的嵌入提取算法,实现了一种混沌确定水印嵌入位置与均值量化相结合的小波域音频水印算法,在小波变换的低频系数中嵌入水印信息,实现水印信息的盲提取。针对水印信息的检测,文中实现了基于混沌振子相变检测原理的水印系统,利用混沌系统可以检测微弱信号的特性,将水印信号设置为正弦波的形式,其频率与混沌检测系统的频率相同,通过混沌振子相变检测,微小的摄动都会引起混沌系统的变化,使其由临界周期状态变为大尺度周期状态,从而检测水印信号。针对水印的前期处理,讨论了一种基于调频差分混沌键控FM-DCSK的水印方法,此方法结合扩频通信的原理,将水印信息经过FM-DCSK调制后作为待嵌入水印信息。本文对上述三个方面分别进行了相应的仿真实验,结果表明算法具有较好的鲁棒性和安全性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 1.研究目的与意义
• 2.数字音频水印研究现状
• 3.本文的主要工作
• 第一章 数字音频水印技术的基本理论
• 1.1 数字水印的基本原理
• 1.1.1 数字水印的定义
• 1.1.2 典型数字水印系统
• 1.1.3 数字水印的通信模型与几何模型
• 1.2 数字音频水印技术
• 1.2.1 数字音频信号概述
• 1.2.2 数字音频水印特点
• 1.2.3 数字音频水印分类
• 1.3 典型数字音频水印算法
• 1.4 数字音频水印评价指标
• 1.5 数字音频水印的常见攻击
• 第二章 混沌技术理论基础
• 2.1 混沌系统与混沌序列
• 2.1.1 混沌系统的定义及特征
• 2.1.2 常用的一维混沌序列
• 2.1.3 混沌理论的发展
• 2.2 应用于数字音频水印的混沌理论研究
• 2.2.1 混沌加密理论可行性
• 2.2.2 基于混沌的微弱信号检测方法
• 2.2.3 基于数字方式的混沌通信理论和方法
• 第三章 基于混沌序列的小波域音频水印盲检测算法
• 3.1 数字水印的均值量化调制技术
• 3.2 数字水印的嵌入过程
• 3.2.1 数字水印的混沌加密
• 3.2.2 利用混沌序列实现对隐藏位置的选择
• 3.2.3 数字水印的小波域量化嵌入
• 3.3 数字水印的提取
• 3.4 实验及分析
• 3.5 小结
• 第四章 基于混沌振子相变检测原理的音频水印系统
• 4.1 概述
• 4.2 混沌振子微弱正弦信号检测
• 4.2.1 Duffing 振子检测系统
• 4.2.2 正弦信号混沌检测系统阈值的确定
• 4.2.3 利用Duffing 振子检测微弱有用信号
• 4.3 基于混沌振子相变检测原理的水印系统
• 4.4 仿真实验
• 4.5 小结
• 第五章 基于调频差分混沌键控FM-DCSK 的水印方法
• 5.1 基于差分相关的混沌数字通信
• 5.1.1 差分混沌键控基本原理
• 5.1.2 FM-DCSK
• 5.2 基于FM-DCSK 的水印算法
• 5.2.1 混沌序列的产生
• 5.2.2 水印选择以及水印的FM-DCSK 调制与解调
• 5.2.3 基于FM-DCSK 的离散小波变换域音频水印算法
• 5.3 实验仿真与分析
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要