[發明專利]基于穩健局部特征的強魯棒數字水印檢測方法

有效

• 申請號: 201711365722.7
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108062957B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 王向陽;李麗;牛盼盼
• 申請（專利權）人: 遼寧師范大學
• 主分類號: G10L19/018
• 分類號: G10L19/018;G10L19/02;G10L19/032
• 代理公司: 大連非凡專利事務所 21220
• 代理人: 閃紅霞

1.一種基于穩健局部特征的強魯棒數字水印檢測方法，有水印嵌入及水印提取，其特征在于：

約定：A指宿主音頻信號；F代表宿主音頻低頻子帶；F₁代表歸一化音頻低頻子帶；X表示特征點間基本間距；L代表低頻子帶的長度；Y代表特征點個數；P_r代表提取的特征點；M代表窗口大小；D_r表示待嵌入水印特征區域音頻段長度；D_rs為含水印特征區域音頻段長度；s為水印位數；Δ為量化步長，p為投影向量；

所述水印嵌入按如下步驟進行：

a.初始設置

獲取宿主音頻信號并初始化設置；

b.特征點提取

b.1宿主音頻信號A進行三級非下采樣小波變換；

b.2根據下式計算UDWT變換后得到的低頻子帶F的一階梯度：

b.3將一階梯度通過高斯濾波得到一階平滑梯度：

F′_s(x)＝G(x)*F′(x)，其中，

b.4計算一階平滑梯度的大小，將其作為音頻的響應并進行降序排列：

R(x)＝b(F′_s(x))²，b為任意常量；

b.5濾去首尾兩端的樣本數據，并以最高響應為基準，濾去與之相鄰過近的點，提取出前Y個特征點P_r：

((P-X/2)≥1)∩((P+X/2)-1)≤L，|P_{r_y}-P_{r_x}|≥X；

c.水印嵌入

c.1原始音頻信號A進行歸一化處理；

c.2歸一化后的音頻信號進行三級UDWT變換得到歸一化音頻低頻子帶F₁；

c.3在F₁下，根據下式計算每個特征點P_r左右窗口長度為M的短時能量：

其中，n＝1+2M，

c.4將短時能量E再次通過計算得到E₁；

c.5計算自適應特征區域為：

[P₁-D₁/2,P₁+D₁/2-1],[P₂-D₂/2,P₂+D₂/2-1],…,[P_Y-D_Y/2,P_Y+D_Y/2-1]

其中，D_r＝E₁×s×K表示待嵌入水印音頻段長度，K為任意常數；

c.6在低頻子帶F內，找到對應的待嵌入水印區域，根據水印位的長度進行分段，對每一子段利用STDM量化方法嵌入一位水印：

x₂'＝x₂+(Q_c(x₂^Tp,Δ)-x₂^Tp)p c∈{0,1}，

c.7重復水印嵌入步驟c.3～c.6對其它特征點對應的自適應特征區域音頻段進行水印嵌入，并將所有含水印的音頻段進行重構，將修改后低頻子帶系數與高頻子帶系數合并，進行逆UDWT變換得到含水印音頻；

所述水印提取按照如下步驟進行：

d.水印提取

d.1利用步驟b.1～b.5對含水印音頻提取出穩定的特征點P_rs；

d.2利用步驟c.1～c.5計算含水印音頻的特征區域為：

[P₁-D₁/2,P₁+D₁/2-1],[P₂-D₂/2,P₂+D₂/2-1],…,[P_Ys-D_Ys/2,P_Ys+D_Ys/2-1]

其中，D_rs為含水印特征區域音頻段長度；

d.3將含水印音頻進行三級UDWT變換，在低頻子帶內，找到對應的特征區域進行分段處理；

d.4在每一子段中利用最小距離檢查方法提取水印，提取過程表示為：

d.5重復步驟d.2～d.4，對每個特征點對應的待提取水印的特征區域音頻段進行水印提取，并利用擇多原則提取出最優水印。