[發(fā)明專(zhuān)利]保護(hù)音頻數(shù)據(jù)的音頻擴(kuò)頻水印處理方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810069653.X
• 申請(qǐng)日: 2008-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101271690A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 由守杰;柏森;劉郁林;曹巍巍;朱桂斌;趙波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍重慶通信學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G10L19/00
• 分類(lèi)號(hào): G10L19/00
• 代理公司: 重慶志合專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 胡榮琿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多媒體信息安全中的信息隱藏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種保護(hù)音頻數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻水印處理方法。

背景技術(shù)

建立在計(jì)算復(fù)雜性理論基礎(chǔ)上的密碼技術(shù)一直是保證秘密信息安全傳遞的主要方式，它主要依靠加密算法和密鑰長(zhǎng)度來(lái)保證加密信息的安全。然而由于加密后的信息具有隨機(jī)性和不可讀性，本身就暴露了密文的存在性，進(jìn)而遭到攻擊者對(duì)密文的破譯或者對(duì)信道的攻擊，導(dǎo)致密文的破譯或者秘密信息傳遞的失敗，造成損失。多媒體信息隱藏技術(shù)自20世紀(jì)90年代以來(lái)成為信息技術(shù)領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)。這種信息隱藏是將秘密信息嵌入到圖像、音頻、視頻等數(shù)字多媒體公開(kāi)信息之中而使人不可察覺(jué)的技術(shù)，使含密的公開(kāi)信息與原始公開(kāi)信息在視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)上難以區(qū)分，攻擊者想在海量的公開(kāi)媒體中發(fā)現(xiàn)含有秘密信息的媒體是極其困難的，因此可以有效保護(hù)需要傳輸?shù)男畔⒌陌踩Ｃ艽a技術(shù)隱藏的是秘密信息的內(nèi)容，而信息隱藏技術(shù)則是隱藏了秘密信息的存在性，因此具有更高的安全性。通常，這種信息隱藏技術(shù)是將一種叫“水印”的秘密信息嵌入到多媒體數(shù)字信息中隱藏起來(lái)，在傳輸多媒體數(shù)字信息的同時(shí)，嵌入的水印秘密信息也同時(shí)被傳輸，而這種秘密信息的提取只局限于知道水印秘密信息的人。這種多媒體信息隱藏技術(shù)應(yīng)用于版權(quán)保護(hù)等具有積極的意義。

數(shù)字水印技術(shù)作為信息隱藏技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，在數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)、完整性認(rèn)證以及防篡改等方面發(fā)揮著重要作用。隨著互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，盜版等非法活動(dòng)泛濫，數(shù)字水印技術(shù)的需求也變得更加迫切。

基于音頻的水印處理方法近年來(lái)已經(jīng)提出了很多。擴(kuò)頻水印處理方法是一類(lèi)比較經(jīng)典的方法。傳統(tǒng)的擴(kuò)頻水印處理方法(Tradi?t?ional?Spread?SpectrumEmbedding?Method，簡(jiǎn)記為T(mén)SSEM)，是將代表水印信息的PN序列直接疊加在原始音頻信號(hào)之上的，而水印提取時(shí)則是通過(guò)對(duì)含水印音頻進(jìn)行去相關(guān)處理后進(jìn)行水印信息的相關(guān)檢測(cè)過(guò)程。通過(guò)傳統(tǒng)擴(kuò)頻嵌入方法嵌入水印的音頻，信號(hào)本身噪聲影響水印信息提取的誤碼率，為了達(dá)到較低的誤碼率，因此只能增加PN序列的嵌入強(qiáng)度或長(zhǎng)度，然而PN序列的嵌入強(qiáng)度或長(zhǎng)度增大后，又使水印音頻的不可感知性能下降，嵌入容量降低，抵抗DA/AD轉(zhuǎn)換、信道噪聲等攻擊的能力差。

并且，大量的擴(kuò)頻水印處理方法應(yīng)用需要在模擬環(huán)境中將音頻水印保留下來(lái)，比如防止盜版者對(duì)廣播中播放的音樂(lè)進(jìn)行錄音，防止攻擊者在CDMA、GSM等語(yǔ)音通信系統(tǒng)中對(duì)通話內(nèi)容進(jìn)行篡改等等。這些應(yīng)用，涉及了DA/AD轉(zhuǎn)換、語(yǔ)音壓縮編碼、噪聲等信號(hào)處理過(guò)程，使得音頻水印抗DA/AD轉(zhuǎn)換、語(yǔ)音壓縮編碼等攻擊方面成為一個(gè)急待解決的問(wèn)題。

由于語(yǔ)音音頻具有不同于音樂(lè)等其它音頻的一些特點(diǎn)，特別是語(yǔ)音的清音、濁音以及靜音段的交替出現(xiàn)，使得許多現(xiàn)有的魯棒水印處理方法在語(yǔ)音上應(yīng)用時(shí)效果不是很好。如一種抗DA/AD變換的音頻水印處理方法(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?00610036499.7)，在小波域通過(guò)改變?nèi)涡〔ㄏ禂?shù)的能量來(lái)嵌入水印，該方法應(yīng)用到非語(yǔ)音的音樂(lè)音頻，具有較好的抵抗DA/AD轉(zhuǎn)換的性能，應(yīng)用到低采樣率的語(yǔ)音信號(hào)，誤碼率較高。而時(shí)域的擴(kuò)頻水印處理方法則不受語(yǔ)音本身特點(diǎn)的約束，因此擴(kuò)頻的方法具有更廣的應(yīng)用范圍。由于DA/AD轉(zhuǎn)換過(guò)程復(fù)雜，引進(jìn)的干擾噪聲比較多，傳統(tǒng)擴(kuò)頻秘密信息嵌入方法只能通過(guò)增加PN序列的嵌入強(qiáng)度或長(zhǎng)度來(lái)抵抗DA/AD轉(zhuǎn)換的攻擊，而這又不能很好地滿足音頻水印尤其是語(yǔ)音水印的不可感知性和嵌入容量的要求，因此需要設(shè)計(jì)一種新的擴(kuò)頻水印處理方法來(lái)解決現(xiàn)有的擴(kuò)頻秘密信息嵌入存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)擴(kuò)頻水印處理方法不能有效抵抗DA/AD轉(zhuǎn)換攻擊的問(wèn)題，提供一種保護(hù)音頻數(shù)據(jù)的音頻擴(kuò)頻水印處理方法，該方法通過(guò)基于小波去噪的、能夠有效消除信號(hào)本身噪聲對(duì)相關(guān)檢測(cè)器影響的音頻擴(kuò)頻水印處理，即擴(kuò)頻去噪方法(Spread?Spect?rum?Denoising?Method，簡(jiǎn)記為SSDM)，不但能夠抵抗Mp3壓縮、疊加噪聲、重采樣等常規(guī)信號(hào)處理的攻擊，而且能夠有效抵抗DA/AD轉(zhuǎn)換攻擊，使音頻擴(kuò)頻水印處理的應(yīng)用范圍得到擴(kuò)展。

本發(fā)明方法包括：

1)在多媒體源端對(duì)原始音頻信息進(jìn)行水印嵌入

a)將待嵌入的水印信息用(7，4)BCH碼編碼器進(jìn)行糾錯(cuò)編碼，得到糾錯(cuò)編碼后的水印信息；

b)選擇PN序列產(chǎn)生器，得到PN序列，用其參數(shù)作為用于提取水印信號(hào)的密鑰，并確定PN序列嵌入強(qiáng)度因子的大小；