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数字音频水印技术的研究

王翀  
【摘要】:随着计算机和Internet技术的迅速发展及广泛应用,多媒体数据逐渐成为人们获取信息的重要来源。如何实施网络环境下的版权保护和信息安全,已经成为数字通信中亟待解决的问题之一。数字水印技术作为解决这一问题的有效途径开始引起人们的普遍关注,它通过在原始数据中嵌入能够标识作者身份的信息来证实数据的所有权或完整性。 本文主要研究鲁棒音频水印技术。首先,阐述了课题提出的意义和研究背景,分析了相关概念及特性,回顾了几种典型的方法。其次,基于混沌序列对初始值敏感等特性,用混沌序列对m序列进行扩频,生成原始水印信号。最后,给出两种基于盲源分离理论的数字音频水印方法。第一种方法以独立分量分析(ICA)算法为基础,由ICA算法分离出水印信号和宿主信号的估计值,利用四阶统计量进一步判断出水印信号的估计值,并通过观察原始水印信号和其估计值之间的相关检测波形,检验水印信息存在与否;为了提高该方法的鲁棒性,本文随后对其进行了改进,将原始水印信号依次进行频域和时域掩蔽,使生成的目标水印信号在能量分布和波形分布上都适应于宿主信号,从而实现了提高该方法鲁棒性的目的。第二种方法以带参考信号的独立分量分析(ICAr)算法为基础,通过参考信号提供的信息直接提取所需要的水印信号估计值,克服了ICA算法在分离各路源信号时所具有的无序性和任意性的缺点,降低了第一种方法的运算复杂度。 实验结果表明,两种方法均满足音频水印技术对透明性、鲁棒性和安全性的要求;从隐秘信号中分离水印信号时不需要宿主信号的参与;通过嵌入水印信号和分离出的水印信号估计值的相关检测波形来判断隐秘信号中是否存在水印信息,具有较强的直观性,是可行的数字音频水印方法。根据实际需求,本文方法可以应用于数字音频产品的版权保护和交易跟踪。


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