基于小波分析的音频数字水印技术研究

广东工业大学

硕士学位论文

基于小波分析的音频数字水印技术研究

姓名：温洁嫦

申请学位级别：硕士

专业：软件工程

指导教师：凌捷;李伯基

20050501

摘要

随着多媒体技术及网络技术的飞速发展，人们对数字产品的获取极为迅捷方便，但是这些数字产品的原创者的版权与经济利益如何得到保障？数字产品是否安全、可信？围绕这一问题，近几年国际上提出了一种新的有效的数字产品版权保护和安全性维护的新技术——数字水印（Ｄｉｇｉｔａｌｗａｔｅｒｍａｒｋ）技术。

在数字产品中，音频数据产品的版权保护也显得越来越重要，因为随着数字化音像制品和音乐制品的大量制作与发行，一个令人关注的突出问题是网上下载音乐对传统ｃＤ业的邑大冲击。音频数字水印技术是一种在开放的网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新技术，通过在合法产品中嵌入水印，以达到阻止在非法装置上播放及控制复制的目的。

本文首先回顾了数字水印技术的发展历史，介绍了数字水印的一些基本问题，归纳了数字水印系统的基本框架。

然后重点分析了音频数字水印技术，按照“经典的音频数字水印技术”、“变换域的音频数字水印技术”和“压缩域的音频数字水印技术”这三大类进行了分析、对比和总结。

随后，介绍了小波变换思想，总结了小波变换域的音频数字水印方案，并提出了一种改进的基于小波变换的音频数字水印算法，该算法具有良好的鲁棒性，并且嵌入水印后的音频信号没有引起人耳所感知到的品质变化。算法能抵抗常见的信号处理和音频压缩编码。

沧文最后讨论了音频数字水印技术进一步的研究方向。

关键词：音频数字水印；小波变换；低频系数

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

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第一章绪论

第一章绪论

１．１论文选题的背景和意义

随着Ｉｎｔｅｒｎｃｔ和信息技术的发展，越来越多的数字多媒体信息通过网络进行传播，与传统的模拟媒体相比，数字媒体产品的编辑、复制和传播都很方便，它一方面促进了社会的进步与发展，另一方面正是这些优点突出了版权问题。由于数字多媒体信息很容易被未经授权的用户复制，且采用传统密码方法并刁；能完全解决这一问题。数字水印技术正足一种应运而生的信息隐藏技术，它通过特定的水印算法把版权信息嵌入在数字产品中，被嵌入的可以是一段文字、标识、序列号等等，人们无法从表面上感知水印的存在，只有专用的检测仪器或计算机软件才可以检测出隐藏的数字水印，从而达到了保护数字作品的所有者利益的目的，并促进了数字产品的开发与使用。

在数字产品中，音频数据产品的版权保护也显得越来越重要，因为随着数字化音像制品和音乐制品的大量制作与发行，一个令人关注的突出问题是网上下载音乐对传统ｃＤ业的巨大冲击。网上公司提供压缩、转换和播放软件，使公众得以廉价或免费获得大量高质量音乐节目。这就迫使工业界、学术界联手寻求保护知识产权的有效方案，在合法产品中嵌入水印，以达到阻止在非法装置上播放及控制复制的目的。

１．２国内外研究现状

数字水印技术是目前信息安全技术领域的一个崭新的方向，是一种可以在丌放的信息环境下保护版权和认证来源及完整性的新型技术。由于它是一种应用于开放信息环境中的多媒体数字产品的隐蔽技术，为解决版权保护、来源认证、篡改认证、网上发行、用户跟踪等一系列问题提供了一个全新的技术方案，因而在数字产品的知识产权保护、隐蔽标识、篡改提示、隐蔽通信和防伪等方面具有十分广阔的应用前景。目前国际上已支持或开展数字水印技术研究的机构既有政府部门，也有大学与知名企业，他们包括美国空军研究院、德国国家信息技术中心、日本ＮＴＴ信息与通信系统研究中心、麻省理工学院、贝尔实验室、荷兰菲利普公