[發明專利]基于雙重加密的DWT—DCT域音頻公開水印算法

無效

• 申請號: 201310080543.4
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN103208288A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 楊志疆
• 申請（專利權）人: 漳州職業技術學院
• 主分類號: G10L19/018
• 分類號: G10L19/018;G06T1/00
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

技術領域

本發明涉及圖像信息安全技術領域，尤其涉及一種基于雙重加密的DWT—DCT域音頻公開水印算法。

背景技術

近年來，國內外有關認證水印的論述日益增加。水印的預處理是比較常見的保證水印安全性方法，通常會采用圖像置亂的方法使得圖像變成雜亂無章，起到加密作用，但是圖像置亂方法具有周期性，持續按原方法變換，將會還原出原始水印信息，所以此種加密水印的安全性是相對的，有一定缺陷。

混沌現象是非線性動力系統中出現的類似隨機的、確定性的過程。混沌序列的主要特點：(1)形式簡單。只需要混沌映射參數和初始條件就可方便生成，不必浪費空間來存儲整個序列。(2)初始條件敏感性。一般不同的初始值，即使相當接近，迭代得到的混沌軌跡序列均不相同。(3)確定性。只要有給定相同的初始值，其相應的軌跡肯定相同。一般給出一段有限長度的混沌序列，非法者是很難從中推斷出它的初始條件。因此，把數字圖像與混沌序列進行運算，將使數字圖像也具有混沌序列的特點，達到圖像加密的目的。然而，混沌加密技術只改變圖像的像素值，并不改變像素的位置，不能有效地抵抗水印的剪切攻擊。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的是提出一種具有魯棒性、能夠有效的抵抗水印的剪切攻擊、對原始圖像的損壞少、且水印的透明性好的基于雙重加密的DWT—DCT域音頻公開水印算法。

為達到上述目的，本發明的技術方案為：一種基于雙重加密的DWT—DCT域音頻公開水印算法包括以下步驟：

一、水印的嵌入過程：

定義原始音頻信號為A={a(i),0≤i<Length}，其中，Length為音頻數據的個數，a(i)是第i個音頻數據的幅度值；

定義二值水印圖像為W={W(i,j),0≤i<M，0≤j<N}，其中，M、N表示水印的行、列數，W(i,j)∈{0,1}表示二值水印圖像的第i行第j列像素灰度值；

其具體嵌入過程如下：

1）把二值水印圖像W_M×N用Arnold變換進行置亂與降維處理，實現一次加密；然后與等長的Logistic混沌序列進行異或運算，實現二次加密，即得到雙重加密后的水印W'_M×N；

2）對原始音頻A進行分段處理，所述分段處理過程為：

按跳躍式選取元素構成n段長度為L×M×N×2系數系列IO(i)，其中，L是DWT變換次數，且n×L×M×N×2<Length；

3）對每段系數進行L級DWT變換，得CA^L,CD^L,CD^L-1,...CD¹,其中，CA^L是第L級近似分量，CDⁱ是細節分量；

4）對CA^L進行DCT變換，然后選取變換后的低中頻系數x(j)進行量化，并以其作為水印嵌入位嵌入加密后的水印信息，所述系數量化過程如下：

令z(j)=[x(j)/Da];Da是預先設定的量化參數，

若z(j)%2==W'(i)，則x(j)=z(j)×Da-Da/2;

否則x(j)=z(j)×Da+Da/2;

其中，[]表示四舍五入取整運算，%表示取余運算；

5）對量化后的系數x做IDCT變換得到CA‘，然后再進行L級IDWT變換，最后將含水印信息的各段替換原對應系數，即得到含水印信息音頻；

二、水印的檢測過程：

Step1：對待檢測音頻信號進行分段處理，所述分段處理過程為按跳躍式選取元素構成n段系數系列；

Step2：對各段系數進行與水印嵌入過程相同的L級DWT變換，獲得第L級近似分量Ca^L；

Step3：對Ca^L進行DCT變換，選取變換后的低中頻系數x’(i)計算獲得一個水印參考信息值，所述計算水印參考信息值的公式為：

其中，表示向上取整運算，%表示取余運算；

Step4：然后把n個水印系數系列的對應位上的水印參考值相加，根據“投票原則”判定出對應的一個水印信息位，所述“投票原則”如下：

若有W’₁(i)+W’₂(i)+W’₃(i)+...+W’_n(i)>n/2，則可判定對應一個水印信息為W(i)=1，否則W(i)=0；