基于聲學(xué)心理模型的時域音頻水印算法設(shè)計.pdf

1、隨著數(shù)字化的到來，越來越多的數(shù)字媒體如數(shù)字電視，數(shù)字電影，數(shù)字音樂已經(jīng)開始代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬媒體而登上歷史舞臺。同時，網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展和便攜式存儲播放設(shè)備的迅速普及又給數(shù)字媒體的傳播提供了極其便利的條件。但是，數(shù)字媒體的版權(quán)管理也給我們帶來新的挑戰(zhàn)。數(shù)字水印技術(shù)就是一種能夠較好管理數(shù)字媒體版權(quán)的技術(shù)。它通過一定的信息隱藏算法在發(fā)行的數(shù)字媒體中植入含有版權(quán)信息的水印信息，并且只能通過特定的版權(quán)信息檢測出水印的存在。 本文介紹了當前音頻數(shù)

2、字水印技術(shù)的發(fā)展情況，總結(jié)了音頻數(shù)字水印的分類。本文討論的是時域的音頻數(shù)字水印算法。論文首先描述了兩個典型的時域音頻水印方法，給出了它們具體的嵌入和檢測流程。接著，本文指出了這些算法的三個缺陷，即：沒有充分利用人類聽覺系統(tǒng)的分段特性、沒有抗同步攻擊手段、檢測會受到相關(guān)計算殘差的影響，并且針對這三個缺陷進行改進，提出了時域的基于聲學(xué)心理模型的固定門限水印算法（PMBTPW）。 對于原先算法沒有充分利用人類聽覺系統(tǒng)特性的缺陷，本文提

3、出的PMBTPW算法采用左右聲道分別生成水印的方案，通過小波包分析與聲學(xué)心理模型相結(jié)合對當前音頻信號進行分析，利用得出的各個頻段的信噪比對水印進行加權(quán)，從而充分利用人類心理聽覺的分段特性。 對于原先算法沒有抗同步攻擊手段的缺陷，本文提出的PMBTPW算法在檢測流程開頭添加了同步檢測模塊，通過檢測出同步偏移使得待檢測信號和檢測用的偽隨機序列達到同步來提高算法抗同步攻擊的性能。 對于原先算法檢測中會受到相關(guān)計算殘差影響的缺陷

4、，在水印生成時，設(shè)定了固定的水印有效檢測門限來控制水印信號的幅度，從而有效消除了檢測中相關(guān)計算殘差帶來的影響。 本文隨后給出了PMBTPW的具體嵌入和檢測流程框架，并進行了大量的數(shù)值實驗。實驗結(jié)果表明，在對實驗中音頻樣本經(jīng)過加噪和一次MP3，AAC，WMA編解碼后PMBTPW能達到100％的檢測成功率，MP3編解碼加上噪聲攻擊后的檢測率達到96％，同時檢測穩(wěn)定性都得到了提高；MOS主觀測試表明PMBTPW具有較好的隱秘性，達到了