[發明專利]一種MP3文件的水印保護方法

無效

• 申請號: 201010147139.0
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN101894555A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 周東敏;劉紅梅;黃繼武
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00;H04L1/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 邱奕才;禹小明

技術領域

本發明屬于多媒體信號處理領域，特別是涉及一種保護MP3文件的水印方法。?

背景技術

隨著計算機和網絡技術的廣泛應用，數字多媒體信息被大量使用并得以方便快捷的傳輸。據中國互聯網絡信息中心(CNNIC)發布的《第23次中國互聯網絡發展狀況統計報告》顯示，截至2008年底，我國互聯網使用人數高達2.98億，手機網民數達1.137億。其中擁有收聽、下載、分享網絡音樂習慣的用戶量約為2.5億。如何防止收費音樂被非法傳播，追蹤傳播源頭，以保護音樂發行商乃至整個音頻產業鏈的合法利益成為當務之需。?

水印技術可以在不降低音樂音質的前提下，將合法用戶的信息嵌入到音頻文件中，可廣泛應用于鑒定作品的所有權，驗證作品完整性和追蹤非法侵權源頭等方面。MP3是目前全世界最流行，應用最廣泛的音頻格式，但目前大多數適用于MP3的水印算法均需要進行復雜的編解碼計算，因此研究一種基于直接修改壓縮域數據的快速MP3水印技術具有一定的現實意義和實用價值。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有水印嵌入方法需要復雜的編解碼計算的不足，提供一種簡單方便的保護MP3文件的水印方法。?

MP3作為目前全世界最流行，應用最廣泛的音頻格式，雖然市面上有眾多?不同的MP3編解碼器內核，但形成的MP3文件都具有統一的幀結構。MPEG組織規定MP3的壓縮率必須達到10～12∶1，在壓縮率如此高的編碼格式中尋找可以直接修改并且不會明顯影響音質的參數是一件很困難的事情。?

經過仔細研究，幀邊信息中的global?gain參數(非負整數型，8比特)，用于控制頻域系數量化過程的量化步長。常見取值范圍約是(110，230)。經測試修改該參數只影響音量大小，并不影響聽覺內容，而簡單的增加或減少1個單位大小，人耳完全無法察覺聽覺差異。另外，MP3幀頭結構中的私有位(Privatebit，1比特)、版權位(Copy?right，1比特)和原創位(Copy/Original，1比特)不參與任何編解碼過程，可以被任意修改，所以也可以作為水印嵌入參數。?

修改壓縮域數據后，若音頻幀含有CRC校驗碼(16比特)，還需及時更新CRC校驗碼，否則會引起播放錯誤。CRC(Cyclic?Redundancy?Check)，又稱循環冗余校驗，是數據通信領域中最常用的一種差錯校驗碼。所有MP3編碼器采用的CRC校驗算法生成多項式均為X16+X15+X2+1。?

為了提供一種簡單方便的保護MP3文件的水印方法，采用的技術方案如下：?

一種保護MP3文件的水印方法，包括水印嵌入過程，所述水印嵌入過程根據MP3文件固定的幀結構模型，將水印數據嵌入到每一音頻幀中，水印的嵌入通過直接修改MP3文件的壓縮域數據實現。?

上述技術方案中，所述MP3文件的壓縮域數據包括幀邊數據和/或幀頭數據。?

進一步地，所述幀邊數據為用于控制頻域系數量化過程的量化步長的全局增益參數global?gain。?

所述幀頭數據為私有位、版權位、原創位的一個或多個。?

本發明的水印嵌入的具體過程包括如下步驟：?

11)尋找幀同步位元，讀取CRC標識位和global?gain參數；?

12)利用LSB算法，對global?gain參數最低位進行修改，將水印數據依次替換global?gain參數的最低位數據；?

13)判斷CRC標志位，當CRC標識位為“0”時，進行CRC校驗，并用新的校驗結果替代原始CRC校驗，否則執行步驟14)；?

14)返回步驟11)，尋找下一幀同步位元，直至文件結束。?

與水印嵌入相對應的水印提取過程包括如下步驟：?

21)尋找幀同步位元，讀取global?gain參數；?

22)根據global?gain參數最低位決定提取水印數據，包括“1”或者“0”；?

23)返回步驟21)，尋找下一幀同步位元，直至文件結束。?

本發明的水印嵌入的具體過程還可以包括如下步驟：?

31)尋找幀同步位元，讀取CRC標識位和私有位、和/或版權位、和/或原創位；?

32)利用LSB算法，對私有位、和/或版權位、和/或原創位進行修改，具體修改方式為采用水印數據進行替換；?

33)判斷CRC標志位，當CRC標識位為“0”時，進行CRC校驗，并用新的校驗結果替代原始CRC校驗，否則執行步驟34)；?

34)返回步驟31)，尋找下一幀同步位元，直至文件結束。?