基于DFT和DWT结合的音频水印算法的设计与系统实现

论文摘要

随着网络技术和多媒体技术的迅猛发展,数字水印技术已经成为版权保护的一种有效办法。音频水印是以音频为载体的水印技术,通过在音频载体中嵌入水印信息,实现版权保护、掩蔽通信的目的。本文就就如何向音频信号中嵌入具有不可感知性和鲁棒性水印的问题,展开了如下研究。本文在介绍了一般水印的概念和理论后,首先实现了两种数字音频水印算法。一种是基于傅立叶变换的水印算法,该算法通过对音频信号进行傅立叶变换,对变换后的傅立叶幅度系数进行量化来嵌入水印信息,算法的仿真实验表明了该算法具有较好的不可感知性和一定的鲁棒性。另一种是基于小波变换的水印算法,该算法首先对音频信号进行三层小波分解,然后通过量化小波分解的低频分量来嵌入水印,算法的仿真实验在讨论了上述两种算法后,本文还设计并实现了一种结合傅立叶变换和小波变换的水印算法。该算法首先对音频信号进行三层小波分解,将得到的低频分量再进行傅立叶变换,在变换后的幅度系数中通过量化手段来嵌入水印信息。该算法的仿真实验很好地实现了水印的不可感知性和鲁棒性。另外,在相同条件下,通过对三种算法的比较,证明了新的算法在不可感知性和鲁棒性上都优于前两种算法。最后,在本文讨论的三种算法基础上,利用Matlab平台设计并实现了音频水印的应用系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 数字水印的定义及特点
• 1.2.1 数字水印的定义
• 1.2.2 数字水印的主要特点
• 1.3 数字水印的分类
• 1.3.1 按水印特性划分
• 1.3.2 按水印所附载的载体数据划分
• 1.3.3 按水印检测过程划分
• 1.3.4 按水印隐藏的位置划分
• 1.4 音频水印算法研究现状
• 1.5 本文研究主要内容
• 第二章 数字音频水印技术
• 2.1 音频信号的数字化
• 2.2 人类听觉系统特性
• 2.3 常见的音频水印算法
• 2.3.1 时域音频水印算法
• 2.3.2 变换域音频水印算法
• 2.4 数字水印的评价
• 2.4.1 主观听觉测试
• 2.4.2 信噪比
• 2.4.3 峰值信噪比
• 2.4.4 误码率
• 2.4.5 归一化相关系数
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于傅立叶变换的音频水印算法
• 3.1 概述
• 3.2 离散傅立叶变换
• 3.3 快速傅立叶变换
• 3.4 基于傅立叶变换的水印算法
• 3.4.1 算法概述
• 3.4.2 系数量化原理
• 3.4.3 水印嵌入算法
• 3.4.4 水印提取算法
• 3.4.5 仿真实验及结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于离散小波变换的音频水印算法
• 4.1 概述
• 4.2 连续小波变换
• 4.3 离散小波变换
• 4.4 基于小波变换的音频水印算法
• 4.4.1 算法概述
• 4.4.2 水印嵌入算法
• 4.4.3 水印提取算法
• 4.4.4 仿真实验及结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于DFT 和DWT 结合的音频水印算法
• 5.1 概述
• 5.2 嵌入算法
• 5.2.1 水印图像的预处理
• 5.2.2 音频分段
• 5.2.3 小波变换
• 5.2.4 傅立叶变换
• 5.2.5 嵌入水印
• 5.2.6 傅立叶逆变换
• 5.2.7 小波重构
• 5.3 提取算法
• 5.3.1 音频分段
• 5.3.2 小波变换
• 5.3.3 傅立叶变换
• 5.3.4 提取水印
• 5.3.5 升维并逆置乱
• 5.4 仿真实验及结果分析
• 5.5 三种算法比较
• 5.6 本章小结
• 第六章 音频水印系统的实现
• 6.1 概述
• 6.2 实现音频水印的高效工具——MATLAB
• 6.3 系统设计
• 6.3.1 系统功能
• 6.3.2 系统流程
• 6.3.3 程序实现及系统截图
• 6.4 本章小结
• 第七章 结束语
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 进一步工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 附录 部分源代码
• 详细摘要