数字音频水印系统的研究与设计

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1、学校代码：10255学号：2151104数字音频水印系统的研究与设计RESEARCHANDDESIGNONAUDIODIGITALWATERMARKINGSYSTEM学科专业：信息与通信工程论文作者：杨逸瑜指导老师：白恩健答辩日期：2018年1月18日摘要数字音频水印系统的研究与设计摘要随着数字时代的到来，图像、音频和视频等多媒体内容的存储形式逐渐由模拟转向了数字，数字化使得多媒体的存储传播变得越来越便捷。但是这种信息传播的便捷化的背后却隐藏着一个愈发严重的问题——多媒体产品的盗版与伪造问题，这个问题给多媒体产品市场带来了巨大经济冲击。因此，为了能够帮助解决数字化多媒

2、体产品的盗版伪造等问题，维护创作者的版权利益，研究者们开始了数字水印技术的研究。图像水印技术的研究起步较早且目前的优秀的研究成果层出不穷，但人们对于音频水印技术的研究内容却比较少，所以，本文的主要研究内容为数字音频水印技术，主要工作包括：1)提出了一种基于m-序列的新型钟控生成器（NCCG）设计方案，该生成器是用一路控制序列去控制另外一条基序列，但与以往控制方式不同，该算法中的控制序列也是受其本身控制的一条基序列。然后对NCCG的数据率、周期和线性复杂度等主要伪随机特性进行了理论研究，证明出该生成器具有较为优秀的伪随机特性。最后将生成的钟控序列应用于图像加密，为后续提

3、出的数字音频水印算法提供良好的图像水印信息。2)设计了一种基于SVD的双变换域数字音频水印方案，该方案由嵌入（embeding）和提取（extracting）两部分构成，水印的提取算法为嵌入算法的一个逆过程，嵌入算法为：首先对图像水印信息进行加密、降维、分段预处理，并对原始音频载体中用作水印嵌入的部分??也进行分段，每段长度为?，分解后的段数与水印信息的段数相同；然后将每段先进行一级DWT变换，将其近似分量再进I摘要行DCT变换，将长度为?/4的中低频系数二维矩阵化并对该矩阵进行SVD操作，将水印嵌入到奇异值矩阵?中；最后根据修改之后的奇异值矩阵?’依次作反SVD、D

4、CT和DWT变换，将每一个分段有序连接起来再加上未被嵌入水印的原始音频剩余部分??就能得到完整的水印音频信号。经仿真分析，该水印方案具有良好的不可感知性和鲁棒性。3)搭建了一个以LabVIEW为平台的音频水印仿真系统，该系统中包括了三个部分（音频文件录音部分、音频水印嵌入部分、音频水印提取部分），其中的音频水印的嵌入和提取部分利用了LabVIEW与MATLAB的混合编程功能，调用的是研究工作中所提出的基于SVD的双变换域音频水印方案的MATLAB代码。经测评，该系统的三个部分的功能均能实现，该研究能对数字音频水印系统的发展起到很好的促进作用。关键词：数字音频水印；NC

5、CG；变换域；奇异值分解；LabVIEWIIABSTRACTRESEARCHANDDESIGNONAUDIODIGITALWATERMARKINGSYSTEMABSTRACTWiththearrivalofthedigitalage,images,audioandvideoandothermultimediacontentstoredformgraduallyfromanalogtodigital,andthestorageaswellasthetransmissionofdigitalmultimediasisbecomingmoreandmoreconvenien

6、t.Butthiskindofinformationcommunicationconvenientishiddenbehindanincreasinglyseriousproblem，thatisthemultimediaproductpiracyandcounterfeitingproblem,theproblemformultimediaproductsmarkethasbroughthugeeconomicimpact.Therefore,inordertobeabletohelpsolvetheproblemsuchaspiracyforgedofdigita

7、lmultimediaproducts,creatorofcopyrightinterests,researchersbegantheresearchofdigitalwatermarkingtechnology.Imagewatermarkingtechnologyresearchstartedearlierandcurrentoutstandingresearchresultsemergeinendlessly,butitisforaudiowatermarktechnologytheresearchcontentisless,so,inthis