鲁棒性音频水印算法的研究

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小波分块的鲁棒性数字水印算法

乱，但像素的总个数不变，直方图不变。对水印进行置乱可以清除水印像素的空间相关性，因而可以提高水印抗剪切能力，增随着计算机网络及通信技术的飞速发展，数字媒体（包括加水印被破解的难度。Ａｎｌ变换算法简单且具有周期性，ｒｄｏ所数字图像、字视频、字音频）数数已得到广泛的应用，随之而来的数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证问题也变得日益以在数字水印方面得到了很好的应用。本文使用Ａｏ变换对水印图像进行置乱，给出了ｎｄｒｌ突出，已成为数字世界中—个非常紧迫的重要议题。仅靠传统ｎｄｒｌ其公式为：的密码学领域的知识不能很好地解决这一问题，而综合了传统Ａｏ变换方法，
关键词：数字水印；人类视觉系统；ｒｏｄ变换；Ａｌｎ小波变换ＤＯＩ１．７／ｉｎ１０ — ３１０８３．２文章编号：０２８３（０８３ — ０３０文献标识码：中图分类￣：Ｐ９：０３８．ｓ．２８３．０．０８７ｊｓ０２４１０ — ３１２０）４０９－２Ａ＂Ｔ３１
ＣｍｕｅｎｉｅｉｇａｄＡｐｉｔｎ计算机工程与应用ｏｐｔＥｇｎｒｎｐｌａｏｓｒｅｎｃｉ
２０，４３）９０８４（４３
小波分块的鲁棒性数字水印算法
朱贤坤１张贵仓１吕宝成１，，，旭２张
ＺＨＵａ－ｕＺＸｉｎｋｎ，ＨＡＮＧｉｃｎＬＢｏｃｅｇ，Ｇｕ－ａｇ，Ｖａ－ｈｎ１ＺＨＡＮＧＸｕ

鲁棒性水印方法研究的开题报告

鲁棒性水印方法研究的开题报告题目：鲁棒性水印方法研究一、选题背景及意义：随着网络技术的不断发展，数字化的信息流动更加方便快捷，但是信息的安全问题也愈发突出。

数字作品的盗版和篡改问题已经成为了一个国际性的难题。

为解决这一问题，数字水印技术应运而生，数字水印作为一种隐蔽、不可见的信息嵌入技术，可以在音视频、图像、文档等数字作品中嵌入二进制信息，起到了对作品版权和完整性的保护作用。

然而现行数字水印技术仍然存在一些问题，如：易受到攻击，图像质量下降明显，鲁棒性差等。

针对已有技术不足之处，本论文将研究鲁棒性水印方法，即一种可以抵抗各种攻击，同时不影响原始图像质量的数字水印方法。

二、研究内容：1.鲁棒性水印的基本理论2.鲁棒性水印的嵌入与提取技术3.鲁棒性水印的各种攻击和抵御方法三、研究计划：第一年：1.搜集国内外相关论文，整理鲁棒性水印的基本理论框架2.调研数字水印嵌入与提取技术，分析其优缺点3.初步研究鲁棒性水印对攻击的抵御能力及方法第二年：1.深入研究鲁棒性水印的嵌入与提取技术2.提取已嵌入鲁棒性水印的图像，并进行各种攻击，测试其鲁棒性3.综合分析鲁棒性水印方法的优劣以及实际应用价值第三年：1.对鲁棒性水印的研究成果进行总结，撰写论文2.对论文进行修改和完善，并取得论文答辩资格3.参加论文答辩，完成毕业设计四、研究方法：本研究将采用实验研究法，通过采集、比对多种图像嵌入提取方法，探究鲁棒性水印的新型嵌入提取方法。

五、预期成果：1.详细阐述鲁棒性水印的基本理论和嵌入提取方法2.实现针对攻击的有效抵御3.提出一种新型鲁棒性水印嵌入提取方法4.论文获得校级优秀论文六、论文结构：第一章绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状1.3 研究内容和方法1.4 研究的贡献和创新点第二章数字水印基本理论2.1 数字水印的概念和分类2.2 数字水印嵌入技术2.3 数字水印提取技术第三章鲁棒性数字水印技术3.1 鲁棒性数字水印概述与发展历程3.2 鲁棒性数字水印的提取与检测3.3 鲁棒性数字水印的攻击及其应对策略第四章基于鲁棒性的数字水印设计4.1 新型数字水印的嵌入提取方法4.2 数字水印效果分析4.3 数字水印的应用与发展第五章实验结果分析5.1 实验设计与组织5.2 实验数据分析和结果5.3 实验总结和结论第六章结论6.1 研究成果及其贡献6.2 研究不足及未来展望参考文献。

一种基于非均匀离散傅立叶变换的鲁棒音频水印算法

ＸＩｎＺＨＡＮＧｉ— ｈＨＥＨｏｇ－ｉＥＬｉｇＪａＳｕ－ｎ— ｅＪ
（ｉｕｎＫｅａｏａｏｙｏｉｎｌｎｎｏｍｔｎＰｒｃｓｎＳｃａｙＬｂｒｔｒｆＳｇａｄＩｆｒａｉｏｅｓｇ，ＳｕｈｓＪａｔｎｎｖｒｉＣｈｎｄ６０３）ｈａｏｉｏｔｗｅｔｉｏｏｇＵｉｅｓｙ，ｅｇｕ１０１ｔ
．
ｂｕｔｅｓａａｎｔｃｓｎｓｇｉｓｏｍｍｏｉｎａｏｃｓｉｅａｉｓＨｏｖｒｈｅｉｎｓｇｌｐｒｅｓｎｇｏｐｒｔｏｎｗｅｅ。ｔｎｈｅｅｉｉａｉｎｏｉ — ｒｎｔｌｍｔｔｏｆｄｓ
证了系统高安全性．
关键词音频水印；均匀离散傅立叶变换（Ｆ）离散傅立叶变换（Ｔ）非ＮＤＴ；ＤＦ
中图法分类号Ｔ３９Ｐ０
ＡｖｌＲｏｕｔＡｕｏＷａｅｍａｋｎｃｍｅＢａｅｎＮｏｅｂｓｄｉｔｒｒｉｇＳｈｅｓｄｏＮｏｎｉｏｍｓｒｔｕｉｒＴｒｎｆｒｎｕｆｒＤｉｃｅｅＦｏｒｅａｓｏｍ
ｔａｈｔｒｒｍｂｄｅｎｏｔｅａｄｏｓｇａｏｌｏｅｅｔａｔｄｗｈｌｈｅｓｆｈａ — ｈｔｔｅｗａｅｍａｋｅｅｄｄｉｔｈｕｉｉｎｌｕｄｎｔｂｘｒｃｅｉｔｅｓｎｅｏｅｒｃｅ

鲁棒性水印实现策略之探究

就产生了扩频编码的通信范例。在扩频通信系统中，信息用符号序列来编码。这些符号以时间顺序传播，其中每个符号用一种叫做碎片的信号来表示。通常，碎片是ｌ和０的伪随机序列。在频域中，它们被扩展到大范围的频率上。因此，如果一些处理如带通滤波器或加性窄带噪声，破坏了小
证实该数据的所有权。然而在数字水印系统中，嵌入的水印通过一些处理后如
果丢失，这一系统就是失败的。为了防
止数字水印的丢失，提高它的有效性，这一技术必须具有较强的鲁棒性、安全性和透明性。本文重点讨论数字水印的鲁棒性及实施策略。
些策略进行比较，得出结论。
鲁棒水印；数字水印；；失真嵌入
能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数／模与模／数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。作品嵌入水印后发生了改变，很多应用要求能够从这样的作品中检测出水印。在内容合法的日常使用中仍能继续存在的水印就是鲁棒性水印，鲁棒性是水印具有安全性的一个必要条
端，有一信息ｍ因编码错误而被表示为ｍｃ从足够大的字母表中（，比如ｌ８２个ＡＳＩＣＩ字符）选出一符号序列，用此符号序列来表示ｍｃ。然后把每个信息符号扩频调制成５ｌ２位伪随机序列（碎片）由此得到感知成形的碎或，

基于RDWT-DCT-SVD的鲁棒性音频盲水印算法

中图法分类号：ＴＰ３０９文献标识号：Ａ文章编号：１０００ — ７０２４（２０１４）０２ — ０４５７０５
ＢｌｉｎｄａｎｄｒｏｂｕｓｔａｕｄｉｏｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎＲＤＷＴ— — ＤＣＴ— －ＳＶＤ
ｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅｄｉａｇｏｎａｌｍａｔｒｉｘａｆｔｅｒｄｉｓｃｒｅｔｅｃｏｓｉｎｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄｓｉｎｇｕｌａｒｖａｌｕｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｒｅｓｕｌｔｓｄｉｓｐｌａｙｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｇｅｔｂｅｔｔｅｒｂａｌａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙａｎｄｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆｗａｔｅｒｍａｒｋ．Ｉｔｈａｓｓｔｒｏｎｇｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓａｇａｉｎｓｔｔｈｅｐｏｐｕｌａｒａｕｄｉｏｓｉｇｎａｌａｔｔａｃｋｓｓｕｃｈａｓｄｏｗｎ－ｓａｍｐｌｉｎｇ，ｌｏｗ－ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒ，ＭＰ３ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ，ｒｅ－ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ，ｅｃｈｏａｎｄｒｅｐｌａｃｅ —

一种适于多媒体流的鲁棒性水印方案

林晓丹陆松年杨树堂
（上海交通大学电子信息与电气工程学院上海２０４０２０）
摘
要
提出一种适用于多媒体流的鲁棒性水印算法，方案将二值图像分段后经扩频调制作为水印信息分别嵌入视频帧的该
ＤＴ域和音频的ＤＴ域。实验结果表明：ＣＣ算法中嵌入的水印具有良好的不可觉察性，法复杂度低，算并且能够抵抗帧删除，帧插入和帧替换等攻击。对于针对音频信号的攻击，也具有良好的鲁棒性。此外，以参照另一信号的相应信息，可恢复被破坏的水印。关键词数字水印扩频调制鲁棒性序列攻击
ｓｎｌ．ｆａｓｇｅｍｅｉｓｂｄｙｄｓｒｙｄ，ｅｗａｅａｋｃｎａｓｅｒｃｖｒｄｆｍｎｔｅｙｅｏｄａｉｅｅｅｃｏｒｓｏｄｎ — ｉａｓＩｉｌｄａｉａｌｅｔｏｅｔｔｒｒａｌｏｂｅｏｅｅｒａｏｈｒｐｆｍｅｉｎｒｆｒｎｅｔｃｒｐｎｉｇｉｇｎｈｍｏｔｏｅｎｏｍａｉ．ｆｒｔｎｏＫｅｗｏｄｙｒｓＤｉｉｔｒａｋｎＳｅｔｍｐｅｄＲｂｓＳｑｅｃｔｃｓｇｔｗａｅｒｉｇｌａｍｐｃｒｕｓｒａｏｕｔｅｕｎｅａｔｋａ
ａｅｇｅｔｉｅｗｙｏｅｔｍｓｒａ，ｎｅｍｅｄｄｉｔＤＴ（ｉｒｔｃｓｅｔｎｆｍ）ｄｍｉｆｏｉｅａｅｆｒｅｍｎａｏｉｔａｆｐｃｕｐｅｄａｄｔｎｉｉｅｂｄｅｏＣｄｓｅｏｉａｓｒｔｓｔｎｎｈｓｒｈｔｓｎｃｅｎｒｏｏａｎｏｔｖｏｆｍｂｈｄｒ

一种基于时间轴小波变换的鲁棒性水印算法研究

一
１鲁棒性视频水印
ｎｓｎａｅｙｅｓａｄｓｆｔ．
【ｅｏｄ】ｉｏａｒａ；ｂｓｅ；（ｖｌｒｓｒ）ｍｌｅｌｅｕｎｙＫｙｒｓｖｅｗｔｒｒｕｎｓＷＴＷａｅＴａｆｍｔｅｎ；ｗｆｑｅｃｗｄｅｋｏｔｓｍｅｔｎｏｉｉｏｒ
【ｂｔｃ】ａｅｎｏｔｍｏａａｋｎｔａｒａｉｅｉｏｎｉｏｏｐｓｏｔｋｔｒｌｓｓＡｓａｔＴｒｔｇｎｈｃｍｎ￣ｃｅｔｍｒｎｏｔｄｄｖｅｍｒｓｎｔｃ，ｅｔｅｅｒｇｉｅｏｏｈｗｅｋｇｆｈｖｅａｄｃｅｉａａｈａｉｔｃ
不断发展的多媒体技术和互联网技术加速了数字视频作品
的应用和传播，但是在给人们带来便利的同时，数字视频产品的盗版和非法复制问题也变得越来越严重。目前，数字水印技术成为多媒体版权保护的一项重要技术，正受到越来越多研究者的注意。
文献［提出了一种鲁棒性的水印算法，该算法首先随机选择３１
ｆｍｅｏｓｃｔｅｙｆｍｅｃｃｎｅｄｄｗｔｔｒａｋｒａｓｃｎｅｕｉｌｒａｈｓｅｅｂｄｅｉｗａｅｖｏｈｍｒ．ＡｎｈａｃｌｔｎｏｈｈｅｏｄｔｌｅＷＴｍａｅｄｔｅｃｌｕａｉｔｅｔｒｅｆｌｉｉｏｆｍｅｎｋｓｈｒｂｏｒｑｅｃｒｍｅｂｄｉｇｔｅｗａｅａｋｉｔｈｏｅｕｎｙｄｔｆＤＣｉｅｆａａｔｅｗａｏｅｓｒｅｅｙａｌｗｆｅｕｎｙｆａｅｄｎｔｒｒｎｏｔｅｌｗｆｑｅｃａａｏＴｗｔｓｌｄｐｉｙｔｎｕｅｈｍｒｈｖｔｅａｔａｔｃｔｅｇｈｏｅｗｔｒａｋＴｅｒｓｌｓｏｓｔｅｗａｅａｋｓｓｅｏｅｖｄｏｉｉｖｓｂｅｗｉｒａｏｕｔｈｎｉｔｋｓｒｎｔｆｔａｅｒ．ａｈｍｈｅｕｔｈｗｈｔｒｒｙｔｍｆｈｉｅｓｎｉｉｌｔｇｅｔｒｎｆｒ）ｉｌｅＷｖｌｔａｓｍＴｍｅｉＴｏｎ

基于QDCT全局均分策略的鲁棒视频水印方案

基于QDCT全局均分策略的鲁棒视频水印方案摘要：随着数字媒体的进步，互联网上的视频资源日益丰富，但也带来了数字内容盗取与版权保卫的问题。

为了保卫视频内容的版权，许多探究者提出了各种水印方案。

然而，这些方案往往容易受到攻击，导致水印失效。

本文提出了一种基于QDCT （Quadrant Discrete Cosine Transform）全局均分策略的视频水印方案，旨在提高鲁棒性并保卫视频的版权信息。

第一章引言1.1 背景数字媒体的广泛应用使得版权保卫面临巨大挑战，尤其是视频内容。

为了应对版权侵权问题，探究者们提出了各种水印方案。

然而，现有的视频水印方案往往容易被攻击者破解，导致水印失效。

1.2 目标本文的目标是提出一种具有较高鲁棒性的视频水印方案，通过QDCT全局均分策略来保卫视频的版权信息。

第二章 QDCT全局均分策略2.1 QDCT技术原理QDCT是一种基于离散余弦变换的图像处理技术，常用于数字媒体中对图像进行压缩和去噪。

QDCT将图像分为4个象限，分别对应于原图像的左上、右上、左下和右下四个象限。

通过对每个子块进行离散余弦变换，然后进行一系列的操作，可以得到QDCT变换后的图像。

2.2 QDCT全局均分策略介绍QDCT全局均分策略是一种将水印信息匀称分布在每个QDCT子块中的策略。

起首，将水印信息转换为频域信号。

然后，将频域信号分解成若干个子块，并对每个子块进行QDCT变换。

在QDCT变换后，依据一定的规则将水印信息嵌入子块中。

最后，对嵌入了水印信息的子块进行逆QDCT变换，得到加入了水印的图像。

第三章鲁棒视频水印方案实现3.1 嵌入过程起首，将待嵌入的水印信息转换为频域信号。

然后，将频域信号分解为若干个子块，并进行QDCT变换。

依据QDCT全局均分策略，将水印信息匀称嵌入到每个子块中。

最后，进行逆QDCT变换，得到嵌入了水印信息的图像。

3.2 提取过程对于带有水印的图像，起首进行QDCT变换，然后依据嵌入规则提取每个子块中的水印信息。

基于随机共振的鲁棒性音频数字水印算法

ａｄＴｄｍａｃｅｃｎｓｅｓｄｓｈｐｔｆｈｏｈｓｃｅｏａｃｓｍ，ｂｊｓｎｅａａｔｆｈｏｈｓｃｅｏｎｏｍｆｉｔａｅｅｎｕｔｅｔｃａｔｓｎｅｙｔＤＣｏｉｅｕａｔｉｒｏｓｉｒｎｓｅｙａｕｔｇｔｒｍｅｅｏｔｅｔｃａｔｓ— ｄｉｈｐｒｓｉｒ
ＡｂｔａｔＴｒｖｂｓｏｔｅａｄｏｄｇｔｌｔｒｒｉｇａｇｒｈｕｅｏｙｉｈｒｔｃｉｎａｅａｄｏｗａｅａｋａｇｒｈｓｒｃ：ｏｉｏｅｒｕｔｆｈｕｉｉｉａｅｍａｋｎｌｏｉｍｓｄｉｃｐｒｇｔｏｅｔ，ｗｕｉｔｒｒｌｏｉｍｍｐｏｗａｔｎｐｏｎｍｔｂｓｄｏｔｃａｔｅｏａｃｅＤＷＴａｄＤＣＴｄｍａｎｉｒｐｓｄＩｍｂｄｐｏｅｓｗｅｅｅｅｗａｅｍａｋｓｑｅｃｅａｅｎｓｏｈｓｉｒｓｎｎｅｉｔｃｎｈｎｏｉｐｏｏｅ．ｎｅｅ — ｒｃｓ，ｓｍｂｄｔｔｒｒｅｕｎｅｉｔｈｎｈＤＷＴａｄＤＣＴｄｍａｎｃｅｃｅｔｏｄｏｃｒｉｒ．ＩｅｏｅｐｏｅｓａｅｅｐｅｒｃｓｉｇｏｔｅａｄｏｔｅｄｃｄｄｔｅＤＷＴｎｏｉｏｆｉｎｓｆｕｉａｒｅｓｎｄｃｄ・ｒｃｓ，ｆｒｈｒｐｏｅｓｎｆｕｉｂｅｏｅ，ｈｉａｔｔｈｏ

数字水印技术的鲁棒性与安全性分析

数字水印技术的鲁棒性与安全性分析数字水印技术是一种将特定信息嵌入到数字媒体（如图像、音频和视频）中的技术，以保护版权和防止盗版。

这项技术已经广泛应用于多个领域，包括版权保护、内容认证和数据隐私。

然而，为了确保数字水印技术的有效性和可靠性，对其鲁棒性和安全性进行分析非常必要。

首先，数字水印技术的鲁棒性是指在传输、压缩、变换、攻击等操作下，水印依然能够被准确提取出来。

鲁棒性是数字水印技术的核心要素之一，对于保证数字水印的有效性起着至关重要的作用。

对于图像水印来说，鲁棒性可以通过对嵌入算法和提取算法的设计来实现。

鲁棒性直接关系到数字水印技术的实用性，如果鲁棒性不够强，那么嵌入的水印在媒体传输和处理过程中就容易被破坏，从而失去了原本的意义和效果。

其次，数字水印技术的安全性是指水印信息不能被未经授权的人访问或修改。

安全性是数字水印技术的另一个关键方面。

在数字水印技术中，水印信息往往包含着重要的版权或认证信息，一旦水印信息遭到篡改，就会导致严重的后果，如盗版、造假等问题。

为了保证数字水印的安全性，需要采用适当的算法和密钥管理技术，确保只有授权用户可以对数字水印进行提取和修改。

在数字水印技术的鲁棒性和安全性分析中，还需要考虑到以下几个因素：1. 嵌入率：数字水印技术的嵌入率是指水印信息占媒体数据的比例。

嵌入率过高可能会导致影响到媒体的视觉或听觉效果，降低用户的体验感。

因此，在保证鲁棒性和安全性的前提下，需要选择合适的嵌入率来平衡保护和用户体验的需求。

2. 嵌入算法：嵌入算法是指将水印信息嵌入到媒体中的具体方法。

嵌入算法的设计关系到数字水印的鲁棒性和安全性。

通常情况下，嵌入算法需要满足以下几个要求：对媒体数据的扰动最小化、水印信息的隐藏性、抗攻击性等。

3. 提取算法：提取算法是指从包含水印的媒体中准确提取出水印信息的方法。

提取算法的设计也是保证数字水印的鲁棒性和安全性的关键因素之一。

提取算法需要克服媒体数据的压缩、变换、攻击等操作对水印提取的影响，保证提取的准确性和稳定性。

基于邻域平均的鲁棒音频水印算法

基于邻域平均的鲁棒音频水印算法
张金全，王宏霞，李学华。
（．西南交通大学信息科学与技术学院，四川成都６０３；１１０１
２．成都信息工程学院网络工程学院，四川１成都６０２；．都信息工程学院电子工程学院，四川成都６０２）１２５３成Ｉ１２５
ｉｍｂｄｅｔｔｅｅｃｏｓｐｉｔｔｈｕｎｉａｉｎｉｄｘｍｏｕａｉｎ（Ｍ）ｍｅｈｄＴｈｘｅｉｅｔｌｅｓｅｅｄｄａｈｓｒｓｏｎｓｗｉｈｔｅｑａｔｚｔｅｄｌｔｏｎｏＱＩｔｏ．ｅｅｐｒｍｎａ — ｒ
２．Ｓｃｏｌｏｔｒｇｎｅｉｇ，ＣｈｎｄｈｏｆＮｅｗｏｋＥｎｉｅｒｎｅｇｕＵｎｖｒｉｙｏｎｏｍａｉｎＴｅｈｎｌｇｉｅｓｔｆＩｆｒｔｏｃｏｏｙ，Ｃｈｎｄ１２５，Ｃｈｎ；ｅｇｕ６０２ｉａ
Ａｂｔａｔ：Ｉｅｏｆｃｐｙｉｔｐｒｔｃｉｎｏｕｄｏｗｏｒ，ｔｏｓｒｃｎｖｉｗｏｒｇｈｏｅｔｏｆａｉｋｓｈｅｒｂｕｓｕｏｗａｅｍａｋｎｇａｇｏｉｈｉｒｏｅｔａｄｉｔｒｒｉｌｒｔｍｓｐｏｐｓｄｆｏｔｎｅｏｆｔｅｔｍｅｄｒｍｈｅａｇｌｈｉｏｍａｎＷｉｈｔｅｎｅｇｈｂｒｏｖｒｇｉｇｍｅｈｏｉ．ｔｈｉｏｈｏｄａｅａｎｔｄ，ｔｏｒｐｉｉｎｔｇｅｓａｅＷＯｐｒｐｅｏｓｔｖｅｉｅｒｒｃｓｎｔｏｐｕｅｔｅｎｏｏｉｕｏａｐｅｖｌｓｂｙｓｉｉｎｅｓｍｐｅｅｅｙｔｍｅＴｈｅｔａｅｈｏｅｏｃｍｔｈｅｍａｆｃｎｔｎｕｓｓｍｌａｕｅｌｄｎｇｏａｌｖｒｉ．ＷＯｍｅｎｓ — ｑｎｃｓｃｎｓｒｔｔａｉｓｗｈｉｈｃｏｓａｈｏｈｒｉｈｅｔｍｅｄｏｉｕｅｅｏｔｕｃｗｏｍｅｎｌｎｅｃｒｓｅｃｔｅｎｔｉｍａｎ．Ｔｈｅｈｅｗａｅｍａｋｉｏｒｔｏｎｔｔｒｒｎｆｍａｉｎ

一种应用心理声学模型的鲁棒音频水印算法

为一个不能回避的问题。作为数字媒体作品知识产权
的水印比特通常比图像和视频少。３相对于图像这种（）
二维信号，音频水印所面临的攻击手段有一定的不同。
算法。这一框架对有效地控制听觉透明性和ＭＰ３鲁棒性有指导意义。验证明在保证较高的听觉保真度的同时，实算
法对各种攻击手段具有满意的鲁棒性。关键词：权保护；字水印；理声学模型；量量化；３压缩版数心能ＭＰ
（清华大学自动化系，北京１０８）００４
摘要：数字水印技术作为一种版权保护的重要手段得到了广泛的研究和应用。文中提出了应用心理声学模型对音
频进行逐帧分析、自适应地选择水印嵌入位置的算法框架，在此基础上应用了一种音频频域子带能量量化的水印并
Ａｂｔａｔｉｉｌｗｔｒｒｉｇｔｃｎｑｅａｅｂｅｉｅｙｓｕｉｄａｄａｐｉｄａｉｔｏｏｓｒｃ：Ｄｇｔａｅｍａｋｎｅｈｉｕｓｈｖｅｎｗｄｌｔｄｅｎｐｌｓａｍａｎｍｅｈｄｆｒａｅｃｐｒｇｔｐｏｅｔｎ．Ｔｉａｅｒｐｓｓａｆａｗｏｋｔａｎｌｓｓｅｃｕｉｒｍｅａｄｓｌｃｓｏｙｈｒｔｃｉｉｏｈｓｐｐｒｐｏｏｅｒｍｅｒｈｔａａｙｅａｈａｄｏｆａｎｅｅｔｐｓｔｎｒｅｅｄｎｄｐｉｅｙｕｉｇａｐｙｈａｏｓｉｄ１Ａｅｔｏｒｅｅｄｎｉｉｌｏｉｏｓｆｍｂｄｉｇａａｔｌｓｎｓｃｏｃｕｔｍｏｅ．ｉｏｖｃｎｗｍｅｈｄｆｍｂｄｉｇｄｇｔｏａ

数字音频水印技术的研究与应用

数字音频水印技术的研究与应用数字音频水印技术是一种将水印信息嵌入到数字音频中的技术。

它通过改变音频的部分特征，如频谱、相位或时间域，来嵌入隐藏信息，从而实现对音频内容的认证、版权保护和溯源等功能。

随着数字音频的广泛应用，数字音频水印技术也越来越受到人们的关注。

数字音频水印技术的研究一直以来都是一个热门的研究领域。

研究人员通过对数字音频信号的特征进行分析，选择合适的嵌入位置和嵌入强度，来确保水印嵌入后对音频质量的影响最小化。

近年来，随着深度学习等技术的发展，研究者们也开始尝试使用机器学习算法来进行音频水印的嵌入和解析，以提高水印的鲁棒性和抗干扰能力。

数字音频水印技术在版权保护方面具有重要的应用价值。

随着数字音频的盗版问题日益严重，传统的版权保护手段已经无法满足实际需求。

数字音频水印技术能够将版权信息嵌入到音频文件中，使得音频的版权信息难以被篡改或删除。

这对于音频作者和唱片公司来说是非常有价值的，可以更好地保护他们的知识产权。

同时，数字音频水印技术也能够通过解析水印信息来进行音频的溯源，对于侵权行为的追踪和取证非常有帮助。

另外，数字音频水印技术在音频内容认证方面也有广泛的应用。

在音频传输过程中，数字音频水印技术可以用来验证音频的完整性和真实性，防止音频在传输过程中被篡改或替换。

这对于一些对音频内容的可靠性要求极高的场景，如司法鉴定、新闻报道和证据保全等，都起到了至关重要的作用。

此外，数字音频水印技术还可以为音频文件的标记和分类提供帮助。

通过嵌入不同的数字音频水印，可以对音频文件进行标记和索引，并方便地进行分类和检索。

这对于音频搜索引擎的优化和音频数据库的管理非常重要，有助于提高用户的搜索体验和音频管理的效率。

总的来说，数字音频水印技术具有广泛的研究和应用前景。

它在版权保护、音频认证和溯源、音频标记和分类等方面都具有重要的作用。

随着音频技术的不断发展和应用需求的增加，数字音频水印技术必将迎来更加广阔的发展空间。

数字图像水印的提取和鲁棒性分析

数字图像水印的提取和鲁棒性分析随着数字技术的不断进步，数字图像的使用越来越广泛。

同时，随着数字图像的盗用问题日益严重，数字图像水印技术也得到了相应的发展。

数字图像水印技术可以将一些信息嵌入到数字图像的像素中，使得这些信息在图像被修改或篡改时能够被保留下来。

但是，数字图像水印技术也面临着水印提取和鲁棒性的问题。

本文将从数字图像水印的提取和鲁棒性两个方面探讨数字图像水印技术的研究。

一、数字图像水印的提取数字图像水印的提取是将嵌入到数字图像中的水印信息从图像中提取出来的过程。

数字图像水印的提取可以分为两种方法：密码学方法和通信学方法。

密码学方法是将水印嵌入到数字图像中的过程采用的加密算法进行加密，提取时需要密钥才能成功提取。

通信学方法则是将水印嵌入到数字图像中的过程采用的差错控制编码，在提取时可以进行误差矫正来提取出水印信息。

两种方法各有优缺点，需要根据具体情况选择。

数字图像水印的提取存在着一些问题，比如嵌入到数字图像中的水印信息被恶意篡改或者丢失等问题。

因此，数字图像水印的鲁棒性成为了研究的重点。

二、数字图像水印的鲁棒性分析数字图像水印的鲁棒性是指水印嵌入到数字图像中后能够在图像的修改或加噪声的情况下仍然能够提取出水印信息的能力。

数字图像水印的鲁棒性分析是研究数字图像水印是否能够抵抗各种攻击的能力。

数字图像水印的鲁棒性分析可以从以下三个角度出发：1. 算法鲁棒性算法鲁棒性指数字图像水印算法能否抵抗各种攻击并提取出水印信息的能力。

算法鲁棒性是数字图像水印技术研究的基础，保证了数字图像水印技术的稳定性和安全性。

2. 嵌入鲁棒性嵌入鲁棒性指数字图像水印能否在嵌入到数字图像的过程中抵抗各种攻击并保持水印信息的能力。

在数字图像水印嵌入的过程中，水印信息可能会受到各种噪声的干扰，如果不能抵抗这些攻击，就会影响到数字图像水印技术的使用效果。

3. 提取鲁棒性提取鲁棒性指数字图像水印能否在提取水印信息的过程中抵抗各种攻击和噪声的干扰。

数字水印的鲁棒性分析与研究

数字水印的鲁棒性分析与研究第26卷VO1.26第3期NO.3计算机工程与设计ComputerEngineeringandDesign2005年3月Mar.2005数字水印的鲁棒性分析与研究袁占亭,张秋余,陈宁(兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050)摘要:讨论了数字图像水印系统的基本框架,简要介绍了系统各个组成部分所完成的功能.详细阐述了数字水印鲁棒性的概念,影响鲁棒性的因素,实现鲁棒性的策略以及鲁棒性评估的描述方法,并说明了鲁棒性在水印辱统中的重要地位.最后基于盲检测器水印模型提出了一种估计水印鲁棒性的算法,并给出了算法的描述.由于该算法与扩频技术具有相同的理论依据并且计算过程比较简单,因此在理论上是合理有效的.关键词:鲁棒性;保真度;抗攻击力;盲检测器;数字水印中图法分类号:TP309;TP391文献标识码:A文章编号:1000—7024(2005)03—0614—03AnalysisandstudyofrobustnessofdigitalwatermarkingYUANZhan—ting,ZHANGQiu—yu,CHENNing (CollegeofElectricalandInformationEngineering,LanzhouUniversityofTechnology,Lan zhou730050,China)Abstract:Thebasicframeofdigimlimagewatermarkingsystemisdiscussed,andthefunctionsofeverypartinthewatermarkingsystemisin~oducedbriefly.Theconceptoftherobustness,thefactorsaffectingtherobustness,thestr ategiesusedtorealizetherobustness andthemethodsevaluatingtherobustnessaresetforthatlengthandtheimportanceofrobustne ssindigitalwatermarkingsystemisex—plained.Finally,anarithmeticusedtoestimatetherobustnessofdigitalimagewatermarkings ystemisputforward,whichisbasedon thewatermarkingmodelwithblinddetector~Andthedescriptionofthearithmeticisgiven.B ecausethisarithmetichasthesameacademicgistwithspread-spectrumtechniqueandhaseasycomputingprocess,itisreasonableandeffe ctivetheoretically.Keywords:robustness;fidelity;anti—attackability;blindtester;digitalwatermarkingl引言随着计算机多媒体技术和因特网技术的迅猛发展,人们可以很方便地传播,拷贝,存储和处理图像,音频和视频等多媒体信息.与此同时,也引发了各种多媒体信息的传输安全问题和数字产品的版权保护问题.为了更好的解决数字内容的版权保护和信息安全问题,人们提出了"数字水印"的概念.与其他技术相比,数字水印技术有其自身的优势,它可以弥补加密技术,数字签名技术,数字标签以及数字指纹等技术的缺陷和不足.为此,它成为当前多媒体信息安全研究领域发展最快的热点技术,已经受到国际学术界和企业界的高度关注.为了支持数字水印技术在各个领域中的应用,我们有必要对其性质,尤其是鲁棒性做进一步的分析和研究,因为它直接关系到各种水印应用的可靠性和稳定性.2数字水印的基本框架2.1通用水印框架下面以数字图像水印为例说明水印的通用框架(GWF)…,它可用六元组(G,)表示,其中:(1)X表示要被保护的数字产品的集合:(2)W是水印信号集合;(3)K是水印密钥空间;(4)G表示用某密钥与要加水印的数字产品产生水印的水印生成算法G—WGL)(5)是在数字产品.中加入水印的水印嵌入算法WxK—=.,(6)D为水印检测算法D,×一{O,1)2.2水印系统的3个组成部分整个水印系统包括以下3部分.(1)水印生成水印生成算法G应保证水印惟一性,有效性,不可逆性和图像相关性等属性.算法G可分为两部分:收稿日期:2004—04—09.基金项目:甘肃省科技攻关基金项目(2GS033.A52.020). 作者简介:袁占亭(1961.).男.陕西扶风人.教授,博士生导师,研究方向为信息安全,模式识别,信息管理和决策支持:张秋余(1966一).男,河北辛集人,副教授,硕士生导师,研究方向为数据库,网络与信息系统,信息安全和软件工程;陈宁,硕士生,研究方向为计算机网络与通信,信息安全和模式识别.一614—G---7:一.WxXxK~W子算法的输出为依赖于密钥的原水印.子算法丁修改原水印以得到与产品相关的水印,且应满足下列条件:,)竺)竺)其中,表示原产品,是加入水印的产品.若用表示对数字产品的多媒体数据处理操作,则=肘)0.("兰"的含义:若z:X2,)=l)=l,则水印等价于,记为兰)(2)水印嵌入嵌入算法需保证水印的不可知觉性和鲁棒性.嵌入过程把数字水印信号{七))嵌入到产品={()中,一般水印嵌入规则可以描述为:).㈣0.jl㈣0其中0为某种叠加操作,{.jl(七))称为水印嵌入掩码.最简单的水印嵌入规则为xw(k)=,(七)+州七)(力口法规贝U)x))+似.()(乘法规则)变量指采样强度/幅度(空域/时域)或是变换系数大小(变换域).根据对水印的可觉察程度的不同要求,参数n在各种数据采样中可能不同.(3)水印检测水印检测算法应具有良好的可靠性和计算效率.水印检测器D可能发生两类错误:①数据中不存在水印,检测结果为存在水印:②数据中存在水印,检测结果为不存在水印.上述错误发生的概率分别为虚警概率和漏报概率.3数字水印的鲁棒性鲁棒性是衡量一种水印算法优劣的关键,它与数字水印的其它重要特征,如保真度,数据有效载荷以及安全性等有着密切的联系,它直接关系到水印技术在各种应用领域中的稳定性和可靠性.因此有必要对其进行详细的分析和研究.3.1鲁棒性概念鲁棒性是指不因多媒体文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的能力.在第2节中提到的通用水印框架中,若记麒)及M),则应满足的鲁棒性条件为:D(fv)=l,V_y~D(=0,V其中,符号6699表示两者有相同的知觉外观.3.2影响鲁棒性的因素水印鲁棒性与应用的目的类型无关,主要依赖于下面3个方面.(1)嵌入信息的数量:该参数直接影响水印的鲁棒性.就同一种水印算法而言,要嵌入的信息越多,水印鲁棒性越差.(2)水印嵌入强度:该参数对应于水印的鲁棒性,它和水印不可见性0之间存在着冲突,因为增加鲁棒性就要增加水印嵌入强度,相应地会增加水印的可见性.为此,必须根据具体应用在两者之间进行折衷.(3)图像的尺寸和特性:图像的尺寸对嵌入水印的鲁棒性有直接影响.尽管非常小的含水印的图片的商用价值不大,但一种水印算法必须能从此图片中恢复出水印.另外,图像的特性也对水印的鲁棒性产生重要影响.就拿图像水印而言,对扫描的自然图像具有高鲁棒性的方法在用于合成图像(如计算机产生的图像)时,鲁棒性大大削弱.需要指出的是,鲁棒性水印与安全水印是有区别的.鲁棒水印能经受住传输过程中的常规信号处理,而安全水印则用来防止敌手的任何阻碍水印用途的攻击(如未经授权的嵌入,检测和去处等).由于在绝大多数应用中,若所嵌入的水印不可测,则水印不能实现其功能,因此鲁棒性是水印具有安全性的一个必要条件.换句话说,如果使用常规信号处理就能消除水印,那么不能认为该水印是安全的.总之,在水印作品传输的过程中可能会经受各种各样的处理操作,如空间滤波,有损压缩,数一模一数转换,模拟录制(如VHS或音频录制),打印与扫描,回放与重录制,降噪和制式转换等,然而,对抗给定处理的鲁棒性常常会以损失一些计算花费,嵌入信息的数量,水印不可见性或对抗一些其它处理操作过程的鲁棒性为代价.明智的做法是忽略在确定应用中那些不太可能的处理操作.例如,用来监视电视广告的视频水印需要经受住广播过程中的数一模转换,有损压缩等处理操作,但不需要经受住旋转,半调处理等操作.3.3实现鲁棒性的策略要实现鲁棒性通常可采取两种策略:一种是保证水印不被常规处理修改或细微修改.这种策略依赖于要在处理中找到某变换域,在此变换域中,一些数据项不会因处理受到影响;另一种策略是基于逆转失真效果的方法,这些方法允许水印因失真而被修改,但可在检测器或嵌入器中抵消这种修改. 具体实现方法包括:(1)冗余嵌入,即将水印冗余的嵌入到几个系数中,即使其中一些系数被损坏,仍然可以检测到其余系数中的水印.它可提高对抗剪切滤波和加性噪声的鲁棒性.冗余可存在于样品域,频域或处理中仅有部分信号失真的其它任何域.(2)扩频编码,它可大幅度降低信噪比进而降低可感知的人为因素的危险,其次,水印被分散到大量频率上还能使水印对许多常规信号失真具有鲁棒性.因此它提供了对抗滤波, 加性噪声和剪切的一般鲁棒性.(3)在内容感知重要的成分里嵌入水印,确保对任何保持可接受保真度的处理过程的鲁棒性.(4)检测器失真补偿,如果检测器可以确定一个特定的处理已被用于一个作品(从它嵌入水印时起),那么检测器可以通过逆处理来弥补失真.(5)嵌入器失真补偿,有时能预测水印会遭受一小部分可能失真中之一.这种情形下,在嵌入过程中可以应用失真补偿.一615—3.4鲁棒性评估的描述由3.2节知道制约鲁棒性的因素有多个,因此为了能对给定算法的鲁棒性进行合理评估,应该固定某些因素,也就是说,应该控制测试的环境.表l给出了两种用于评价鲁棒性图表,以及可用于比较的变量和固定参数.鲁棒性可以由"位误码率"(bi~error)来评估.位误码率被定义为解码出的错误位数与全部嵌入数据位数之比.它也可用"检测误码率"(detection.error)来表征,即l 减去位误码率的位数次方.表l鲁棒性评估曲线对应参数情况(1)鲁棒性对攻击强度曲线:它反映的是在给定视觉质量的前提下,位误码率或检测误码率与攻击强度之间的函数关系.这种评价允许对水印鲁棒性进行直接比较,并且显示了水印系统对攻击的整体鲁棒性性能.(2)鲁棒性对视觉质量曲线:它反映了在给定的攻击强度下,位误码率或测试误码率与视觉质量之间的关系.此曲线可以用来决定在一定攻击强度和期望的误码率要求下可得到的最小视觉质量.减去载体所得到的带噪声的水印模型.根据以上模型,我们提出了一种估计图像水印鲁棒性的方法.其基本原理是通过对原始载体图像和水印载体图像所对应的矩阵中信息比特的聚合程度的变化进行计算和分析, 来估计水印算法的鲁棒性的优劣.具体算法可描述如下.(1)计算原始载体图像中影响图像视觉感知质量的信息比特数,记为Cr删(co);(2)将月维矩阵cd分成互不重叠的k个m维的矩阵块blocko, block.…blocl~..,计算出每个图像块中影响图像感知质量的信息比特数,记为:Cow(bloc~),i=O,l,…一l并取其中的最大值,记为MAX~(C_删);(3)取二,我们称它为原始载体图像的特征因子【4)用与【2)完全相同的方法计算出【Cl删),进而计算出水印载体图像的特征因子,并取—誓,我们称其为水印算法的鲁棒性因子.根据的值可定性判断水印算法的优劣,即的值越小,水印算法的鲁棒性越好.该算法之所以成立是因为它和扩频通信技术具有相同的理论依据,的值越小,表明水印信号的能量被较均匀地分布到整个载体图像中,说明对应的水印算法不但具有较高的保真度且具有较强的抵御常规信号处理(如剪切,加性噪声等)的鲁棒性.4一种新的估计水印鲁棒性的算法5结束语图l为一个采用盲检测器的水印模型.其中m表示要嵌入的信息;W.表示由m映射的附加模板,它与载体作品c.的类型一致,维数相等;为将w.加到载体作品c.上,产生的水印作品;为经历了某些处理操作得到的结果;w为从一616一输入信息输出信息图l盲检测器的水印系统鲁棒性的优劣直接关系到水印技术应用的可靠性和稳健性.本文在介绍通用数字水印框架的基础上对水印鲁棒性的重要性,影响因素,实施的基本策略和具体方法以及评估鲁棒性的方法做了全面的分析,并提出了一种粗略估计水印鲁棒性的新方法.参考文献:【l】汪小帆.戴跃伟.信息隐藏技术,方法与应用【M】.北京:机械工业出版社,2001.【2】IngemarJCox.MattLMiller,JeffreyABloom.Watermarking applicationsandtheirproperties【AI.IntConfonInformation Technology'2000,2000.【3】IngemarJCox,MattLMiller.Areviewofwatermarkingandthe importanceofperceptualmodeling[C].ProcofElectronicIma?ging'97,1997.【4】考克斯(Cox,IJ).数字水印【M】.北京:电子工业出版社,2003.【5】胡军全,黄继武,张龙军,等.结合数字签名和数字水印的多媒体认证系统【J】.JournalofSofi-ware,2003,14(6).【6】V oyatzisG,PitasI.Embeddingrobustlogowatermarksindigital images[C].ProcofDSP.97,1997.213.216.【7】许剑峰,黎绍发.基于可信赖第三方的鲁棒性的图像水印方案【J】.计算机工程与设计,2003,24(10):73.74.。

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单位代码： 10293
密
级：
硕士学位论文
论文题目：
鲁棒性音频水印算法的研究
学姓导学研科究专方
号名师业向
1010010511 白树锋邓立新信号与信息处理现代语音处理与通信技术工学硕士 2013-02-26
申请学位类别论文提交日期
Research on Robust Audio Watermarking Algorithms
摘要
近年来数字化产品版权问题日益突出，在这种情况下数字水印技术引起了信息安全领域众多专家和学者的关注。其中音频在传输过程中会出现遭到篡改、非法复制等问题，而数字水印技术可将标志性数字信息或者隐秘信息嵌入音频中，实现信息的隐藏或者版权认证。本文着重音频水印的鲁棒性和不可感知性研究，首先设计了一种基于经典水印算法的鲁棒性音频水印算法；其次利用所选音频的稳定特征，在音频载体不失真的情况下用不同方法构造音频的特征信息序列，实现水印的零嵌入。本文主要研究工作和成果如下：（1）设计了一种基于 BTC 编码的灰度图像嵌入音频的水印算法。首先利用 BTC 编码对灰度图像进行压缩以减轻对音频载体影响，然后对音频进行自适应分帧，同时为抵抗缩放攻击对各分帧均值化，再将 BTC 编码得到的二值图像以自适应量化的方式嵌入到音频载体的变换域低频系数中，以达到能够抵抗多种常见攻击，并以较高的视觉效果实现版权认证功能。（2）设计了一种基于均值插值运算的音频零水印算法。该算法首先将原始音频三层小波分解后的近似分量进行离散余弦变换，然后选择某些通过与原偶数点系数比较构造音频特征序列，最后将特征序列与版权水印图像异或运算，得到用于认证音频版权的水印信息。仿真显示该算法具备很好的鲁棒性。（3）针对前一种零水印算法抵抗部分攻击方式不是特别好的状况，在前人零水印的研究基础上设计了一种 DCT 域的鲁棒音频零水印算法，利用直流分量大小不易改变的特点构造特征序列。为降低水印提取误码率，对经混沌加密后的版权图像进行了 BCH 纠错编码。仿真结果显示此零水印算法具备非常好的鲁棒性。
关键字：音频，数字水印，离散余弦变换，离散小波变换，零水印
I
Abstract
In recent years, digital product copyright issues have become increasing prominence so that digital watermarking technology has attracted the attention of many experts and scholars in this case .The thesis has researched mainly on the algorithms of audio digital watermarking. It analyzes the theory of audio watermarking and the characters of audio and implementations of common watermarking algorithms. From the point of improving the watermarking imperceptibility and robust, three digital audio watermarking algorithms are proposed based on the analysis and comparison of existing algorithms. The main research work are as follows: (1) An gray image embedded audio watermarking algorithm is proposed based on BTC. Firstly a gray image is compressed to reduce the impact on the audio carrier. Then the audio is sub-framed adaptively and averaged for each sub- frame so as to resist to scaling attacks. Secondly the binary image obtained by BTC is embedded into the low-frequency coefficients of the transform domain of audio carrier, with the purpose of resisting many common attacks and copyrighting authentication in high visual effects. (2) An audio zero-watermarking algorithm is proposed based on the mean value interpolation operation. Firstly the approximate component of three level wavelet decomposition of the original audio, then it be processed by discrete cosine transform. The DCT coefficients of even-numbered points in the selected number are applied mean interpolation operation to generate a new coefficient set, producing audio characteristic sequence with comparison with the original even point coefficient. Finally the characteristic sequence can do XOR with the copyright watermark image to get copyright information.The simulation results show that the algorithm has good robustness characteristic. (3) Considersing that zero-watermarking algorithm in chapter four is not in good condition on resisting to partical attacks, an robust audio zero-watermarking algorithm in DCT domain is improved. Audio characteristic sequence can be structured by the DC component set, because it is not easy to be changed. Applying the BCH coding technique to image of chaotic encryption can reduce the bit error rate under attack. The simulation results show that such a zero watermark algorithm has very good robustness characteristic. Key Words: audio; digital watermarking; discrete wavelet transform; discrete cosine transform; zero-watermarking.
Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and Telecommunications for the Degree of Master of Engineering
By Shu-feng Bai Supervisor: Prof. Li-xin Deng February 2013
II
目录
摘要 ....................................................................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................................................................ II 目录 .................................................................................................................................................................... III 第一章绪论 ........................................................................................................................................................ 1 1.1 引言 ............................................................................