[發明專利]數字音樂作品認證信息的嵌入方法及該作品的認證方法

無效

• 申請號: 200710306813.3
• 申請日: 2007-12-25
• 公開（公告）號: CN101206861A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 王讓定;嚴迪群;譚家強;孫廣清;程劼;杜呈透
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00
• 代理公司: 寧波海曙奧圣專利代理事務所
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及一種數字音樂作品的數字水印技術，尤其是涉及一種數字音樂作品認證信息的嵌入方法及該作品的認證方法。

背景技術

近年來，隨著數字多媒體及互聯網技術的快速發展，信息安全問題顯得非常突出。數字水印技術是目前信息安全領域的一個新方向，是一種可在開放網絡環境下保護數字音樂作品版權和認證來源及數字音樂作品完整性的新型技術，已成為多媒體信號處理領域的一個研究熱點。

目前，關于數字音樂作品的數字水印技術層出不窮，其主要利用數字音樂作品的冗余空間來實現水印的嵌入。由于未壓縮的音頻格式的作品具有較大的冗余空間，因此大多數的數字水印技術都是針對未壓縮的音頻格式的作品。而在實際應用中數字音樂作品絕大多數是以壓縮格式進行存儲和傳輸的，特別是在互聯網上的數字音樂作品普遍以MPEG(Moving?Picture?Experts?Group，運動圖像專家組)壓縮形式傳播。由于壓縮格式的數字音樂作品冗余空間極少，所以針對壓縮的數字音樂作品的數字水印技術相對較少。

英國劍橋大學F.Petitcolas等人開發了一款針對MP3的數字水印軟件MP3Stego，該軟件根據量化和編碼后誤差長度的奇偶性作為水印嵌入的依據，嵌入的速率較低；由于被處理的對象是PCM(Pulse?Code?Modulation，脈沖編碼調制)數據，水印是在壓縮過程中嵌入的，其實時性較差。《基于MPEG編碼音頻的不可逆水印方法》作者：L.Qiao、K.Nahrstedt，該文中提出了兩種將水印直接嵌入到MPEG音頻碼流中的方法。第一種是將水印嵌入到比例因子中，該方法首次提出在比例因子中嵌入水印，但沒有給出頑健性測試結果；第二種是將水印嵌入到MPEG編碼的樣本數據中。《基于MPEG-2?AAC音頻比特流的水印算法》作者：C.Neubauer、J.Herre，該方法中提出了將數字水印信息嵌入到AAC(Advanced?Audio?Coding，高級音頻編碼)壓縮域音頻中，但由于該方法需要將心理聲學模型分析出來的輔助信息隨著壓縮數據一起傳輸才能進行數字水印信息的正確提取，因此會極大增加算法復雜度，并影響感知模型的不準確性，而且傳輸大量的附加信息也是不現實的。《基于MDCT變換的MPEG音頻水印方法》作者：C.T.Wang、T.S.Chen、W.H.Chao?Wang，該方法通過分析MDCT(Modified?Discrete?Cosine?Transform，修正的離散余弦變換)系數，對MDCT系數進行修改，從而實現水印嵌入和提取操作，但該方法不能完全有效地檢測嵌入的水印信息，水印嵌入的比例較小。《基于濕紙編碼的MPEG壓縮音頻信息隱藏算法》作者：X.M.Quan、H.B.Zhang，該方法主要利用濕紙編碼(Wet?Paper?Code)策略，通過調整MPEG量化過程，將隱秘信息嵌入到MPEG音頻碼流中，實驗結果表明，該方法能抵抗變換編碼和重編碼攻擊，但對于不同類型的載體，隱秘信息的嵌入可能會引起音頻文件長度的改變。

綜合現有的各種針對壓縮數字音樂作品的數字水印技術，他們基本相似，只不過是選擇的參數與修改的方法不同。這些數字水印方法具有一些共同的缺點，即水印嵌入強度很小，且認證與作品解碼分離，一旦認證，解密作品就失去保護，不能有效地保護數字音樂作品的完整性，且不能對篡改位置進行準確定位。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種水印嵌入強度大，能夠有效阻止篡改的數字音樂作品通過認證，實現對篡改位置的準確定位，有效地保護數字音樂作品完整性的數字音樂作品認證信息的嵌入方法及該作品的認證方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種數字音樂作品認證信息的嵌入方法，它包括以下步驟：

a1.對于需要嵌入認證信息的數字音樂作品，根據基礎音頻信號流的安全標識符，并以音頻幀為單位通過水印生成器對基礎音頻信號流進行處理，生成一串二進制水印認證信息；

a2.讀取一音頻幀同步數據，確定音頻幀同步數據的開始位置，并對音頻幀同步數據的幀頭數據和邊信息進行解析，得到主數據進行可變長編碼所使用的碼表，并確定主數據所使用的所有碼字；