[發明專利]一種音頻數字水印系統

在審

• 申請號: 201410766113.2
• 申請日: 2014-12-13
• 公開（公告）號: CN105761722A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 趙彬彬;趙晶;楊亮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱功成科技創業投資有限公司
• 主分類號: G10L19/018
• 分類號: G10L19/018
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種數字水印系統，特別涉及一種音頻數字水印系統

背景技術

數字水印技術源于對數字圖像的研究，近年來，隨著信息化進程的加快，水印技術已經拓展到音頻、視頻領域，國外一些非常有名的研究機構如麻省理工學院、劍橋大學、IBM公司、日立、NEC、PHILIPS、微軟公司等在數字水印技術的研究中獲得了非常可喜的成果。同時在IEEE和SPIE等重要會議上也開辟了與數字水印相關的專題講座，許多國際重要期刊都刊登了關于數字水印技術的專刊或專題報道。另外，有些組織開始考慮制定數字水印技術的統一標準。國對數字音頻水印算法的研究相對國外較晚，但發展也非常迅速，一批有實力的大學和相當數量的科研機構在該領域投入了大量精力，致力于各種算法的研究，目前，我國在數字水印技術領域的研究和創新與世界水平相差不大。

本發明根據音頻信號的特點，選擇合適的水印信息和離散小波變換算法，并結合人耳聽覺系統特性，自適應的嵌入水印，并按照嵌入水印時相反過程從音頻數據中提取水印。最后，利用Matlab工具軟件設計數字音頻水印系統，對嵌入水印的音頻進行攻擊實驗，并提取水印，檢驗其魯棒性。

發明內容

本發明的目的是為了設計一種根據音頻信號的特點，選擇合適的水印信息和算法，并結合人耳聽覺系統特性，自適應的嵌入水印的數字水印系統。

本發明的目的是這樣實現的，系統包括以下五種模塊：

一種音頻數字水印系統，其組成包括：水印置亂加密模塊1，水印嵌入模塊2，印攻擊模塊3，水印提取模塊4，水印解密模塊5。

所述的一種音頻數字水印系統，其特征在于：對水印圖像降維處理之前，先對圖像做置亂變換，再將水印變成很亂的一維序列，即使破譯者獲得了水印信息，他得到的也是沒有任何意義的亂碼，只有版權信息者可以把置亂的水印恢復，目的是消除二值水印圖像的相關性，使提取的水印魯棒性增強，經置亂后的水印圖像可表示為

W'＝{w'(i,j),0≤i＜M₁,0≤j≤M₂}

1水印置亂加密模塊：分別用Arnold變換和混沌置亂的方法實現水印的置亂加密。

2水印嵌入模塊：實現水印信息的嵌入。將水印信息嵌入到音頻當中，并實現含水印的音頻文件保存。

3水印攻擊模塊：分別用剪切、添加高斯噪聲、低通濾波和壓縮的方法實現水印攻擊。

4水印提取模塊：水印信息提取。根據半盲水印的思想，利用含水印的音頻提取水印信息。

5水印解密模塊：主要實現對提取出的加密水印進行解密處理。

另外本發明還包括：

對水印圖像降維處理之前，先對圖像做置亂變換，再將水印變成很亂的一維序列，即使破譯者獲得了水印信息，他得到的也是沒有任何意義的亂碼，只有版權信息者可以把置亂的水印恢復，目的是消除二值水印圖像的相關性，使提取的水印魯棒性增強。

另外本發明具有的優點是：

(1)在數字水印中能抵抗一些常用信號的攻擊，魯棒性較強；

(2)在音頻處理之前加入了置亂變換，提高了數字水印的安全性；

(3)將水印信號隱藏在信號分級的小波變換系數中，選擇的小波變換系數一般屬于信號的低頻段，低頻段是信號的主要部分，如果低頻部分信號受到較大的改變，還原出的音頻信號的音質將會嚴重下降，從而進一步提高數字水印的安全性。

附圖說明

圖1為水印嵌入算法流程；

圖2為系統框圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

一種音頻數字水印系統，其組成包括：水印置亂加密模塊1，水印嵌入模塊2，印攻擊模塊3，水印提取模塊4，水印解密模塊5。

其特征在于：對水印圖像降維處理之前，先對圖像做置亂變換，再將水印變成很亂的一維序列，即使破譯者獲得了水印信息，他得到的也是沒有任何意義的亂碼，只有版權信息者可以把置亂的水印恢復，目的是消除二值水印圖像的相關性，使提取的水印魯棒性增強，經置亂后的水印圖像可表示為

結合圖1音頻水印嵌入流程如下：

1對水印進行預處理，將其轉化為一維水印信息；

2對將要嵌入水印部分的音頻信號進行分段預處理；

3對分段的每段音頻信號進行N級離散小波分解，得到一系列小波分解系數；

4通過修改小波系數把水印信息嵌入到分段的音頻信號；

5對修改過的小波系數實行離散小波逆變換，得到含水印信息的音頻信號段；