[發明專利]一種針對音頻載體的數字水印方法

有效

• 申請號: 201110400892.0
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102496371A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 曾偉;孫旻
• 申請（專利權）人: 江西省電力科學研究院
• 主分類號: G10L19/02
• 分類號: G10L19/02
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

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技術領域????

????本發明涉及一種針對音頻載體的數字水印方法，屬信息處理技術領域。

背景技術????

隨著計算機和網絡技術的飛速發展，數字圖像、音頻和視頻等多媒體數字產品愈來愈需要一種有效的版權保護方法，另外通信系統在網絡環境下的信息安全問題也日益暴露出來。數字水印技術為上述問題提供了一個有效的解決方案。

基于音頻載體的水印算法常常分為三類：時域算法，變換域算法和壓縮域算法。變換域算法主要包括傅里葉變換、離散余弦變換和離散小波變換三種類型。

小波分析是一種時間窗和頻率窗都可以改變的時頻局部化分析方法，被稱為“數學顯微鏡”，而基于小波變換的數字水印可以抵抗低通濾波和壓縮攻擊等常見的攻擊手段。從90年代末開始，受到越來越多的重視，也涌現出越來越多的基于離散小波變換的數字水印，體現出了比其他域算法更優良的性能。

公開號CN1808495?公開了一種基于小波抗幾何攻擊的數字水印方法，該發明基于小波變換的數字水印技術，是利用圖像特征進行水印提取。

發明內容????

本發明的目的是，要提供一種針對音頻載體的數字水印嵌入和提取方法，在小波子帶域，嵌入具有不同頻率特性的Chirp信號來完成水印嵌入。方法實施簡單，復雜度低，在保持較高水印提取率的同時，控制了信號的感知失真。

本發明的技術方案是，本發明是一種針對音頻載體的數字水印方法，包括數字水印嵌入部分和數字水印提取部分。

數字水印嵌入部分：首先對音頻信號進行分幀處理，對每幀信號進行離散小波變換，提取細節子帶系數作為數字水印嵌入載體，然后將表征數字水印的Chirp信號嵌入到小波細節子帶系數中，對嵌入水印后的子帶信號進行逆小波變換，得到時域音頻信號。

數字水印提取部分：首先對音頻信號進行分幀處理，對每幀信號進行離散小波變換，得到細節子帶系數作為提取載體，然后分析該細節子帶信號的頻譜，計算得到時間和頻率相對應的二維信號，接著對該二維信號進行Radon變換，得到變換后的二維信號，找出該二維信號中最大值的坐標，根據其縱坐標值提取水印。

所述數字水印嵌入部分包括以下步驟：

（1）設長度為????????????????????????????????????????????????的音頻信號用表示，其中，。首先對信號進行分幀處理，幀長為，每幀信號用表示，其中，。

（2）對每幀信號進行離散小波變換，提取第一級細節子帶作為數字水印嵌入載體，用表示，其中，，為第一級細節子帶系數的長度。

（3）生成不同頻率特性的Chirp信號，根據不同的瞬時頻率來表征水印信號，方法如下：

??????其中，表示Chirp信號的產生函數，為信號的時間長度，為結束時刻，為信號開始時的瞬時頻率，和為信號在時刻時的瞬時頻率。

（4）設嵌入的數字水印用?表示，數字水印的長度為信號的幀數，即。選取步驟（2）中的細節子帶系數進行水印嵌入，根據水印信號的不同，嵌入不同的Chirp信號，具體嵌入方法如下：

??????其中，和為Chirp信號，為衰減因子，，。

（5）對嵌入水印的小波子帶信號進行逆小波變換，還原得到時域信號。

所述數字水印提取部分包括以下步驟：

（1）對音頻信號的每幀信號進行離散小波變換，提取其第一級細節小波子帶系數，用表示，其中，，為第一級細節子帶系數的長度。

（2）對步驟（1）得到的細節子帶信號進行時頻分析得到二維信號，用表示，其中，，，和分別表示該時頻信號的行數和列數。

（3）對步驟（2）得到的二維時頻信號進行radon變換，角度選取為0~180度，對radon變換后的信號，用表示，其中，，，和分別表示該信號的行數和列數。

（4）對步驟（3）得到的randon變換信號，求其最大值的坐標[,]，其中為橫坐標，為縱坐標，。

（5）對嵌入算法中產生的Chirp信號和，應用步驟（1）～（4），分別求其時頻分布的Radon變換系數中最大值的坐標值，用和表示，其中和表示橫坐標，和表示縱坐標。

（6）根據步驟（4）和步驟（5）求出的縱坐標值提取數字水印，方法如下：

??????其中，表示提取得到的數字水印，。?