数字音频零水印及其应用

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文数字音频零水印及其应用摘要随着多媒体和网络技术的迅猛发展，音频作品可以更加广泛和迅速的发布和传播，与此同时，盗版和篡改现象也日益猖獗。数字音频水印技术应运而生，并受到了越来越多研究者的重视。本论文对数字音频零水印技术所涉及的基础理论、算法实现、质量评价、性能优化及应用等内容进行了系统的讨论，对有意义的鲁棒性和半脆弱性音频零水印的构造和提取算法进行了重点的研究。主要创新成果如下：1．针对目前音频零水印算法大多只局限于构造无意义水印的问题，提出一种利用二值文本图像构造有意义零水印并实现音频版权认

2、证的算法。该算法通过小波分解，提取原始音频的低频系数，利用三次样条插值算法与一幅二值文本图像相结合，实现了有意义零水印的构造与提取，完成对载体音频的版权认证。仿真实验结果表明，算法对常规攻击和恶意攻击都具有很好的鲁棒性，可实现水印的盲检测，且检测过程直观方便。同时，算法复杂度低，易于实现。2．提出一种用于内容认证的半脆弱音频零水印算法。不同于大多数嵌入式半脆弱水印算法，该算法不对载体音频进行任何的修改，而是利用载体音频的中低频分量与二值图像进行关联运算，完成零水印的构造和提取。同时，算法结合自适应思想，采用图像分割、多级

3、置乱和小波包分解等方法，提高了半脆弱水印的鲁棒性和篡改定位能力。仿真实验表明，该算法太原理工大学硕士研究生学位论文对常规攻击具有较高的鲁棒性，不仅可以实现音频版权的认证，还可以完成对载体音频内容的完整性认证，并准确定位篡改发生的区域，进而判断攻击的方式和目的。3．根据信息隐藏技术原理，设计了基于数字音频水印的隐蔽通信系统模型，并利用音频零水印算法，结合一个音频信号，将秘密信息构造为零水印发送和提取，实现隐蔽通信。同时，根据需要，对系统算法进行了一些优化，提高了算法的鲁棒性，缩短了运行时间，并利用二维超混沌序列加密技术增强

4、了算法的安全性。仿真实验表明，本文实现的隐蔽通信系统切实可行，可以抵抗一定程度的常规攻击，而且复杂度低，运行时间短，有很好的实用价值。关键词：零水印，版权认证，篡改定位，自适应分帧，半脆弱水印太原理工大学硕士研究生学位论文DIGITALAUDIoZERO．Ⅵ，ATERMARKINGANDITSAPPLICATIoNABSTRACTAstherapiddevelopmentofmultimediaandnetworktechnology，audioworkscouldbepublishedandspreadextensiv

5、elyandrapidly．Meanwhile，piracyandfalsificationarebecomingmoreandmorerampantlately．Digitalaudiowatermarktechnologyemergesasthetimesrequires，andhasbeengivenmuchattentionbymoreandmoreresearchers．Thisthesismainlydiscussesonthefollowingaspects：thebasictheoriesofdigita

6、laudiozero—watermarktechnology，itsalgorithmimplementation，qualityevaluation，performanceoptimization，andapplication．Besidesthat，thisthesisdoesresearchonmeaningfulrobustnessandthestructureandextractionalgorithmofsemi—fragileaudiozero—watermarks．Herearethemainachiev

7、ements：1．Becausecontemporaryaudiozero—watermarkalgorithmismainlyusedtoconstructmeaninglesswatermarks，thisthesisputsforwardanewalgorithmwhichadoptsbinarytextimagetoconstructmeaningfulzero—watermarksandrealizethecopyrightcertification．Throughwaveletdecomposition，ex

8、tractionoforiginalaudiolow—frequencycoefficients，usageofcubicsplineinterpolationalgorithm，thisthesiscombineswithabinarytextimageandachievestheconstructionandex