资源描述：
《基于arnold变换均值量化音频水印算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、基于Arnold变换均值量化音频水印算法摘要：本文讨论了Arnold变换的基础、均值量化的离散小波域变换（DWT）,给出了一种基于Arnold变换的均值量化的音频水印算法。水印嵌入音频前，进行Arnold变换预处理，对水印信息置乱。然后对音频进行小波变换，在低频系数中，采用均值量化法将水印嵌入音频中。提取水印时,采用一种新的Arnold反变换进行反置乱，用与Arnold变换相同的迭代次数，无需计算Arnold变换周期。随后利用MATLAB软件设计该系统的实现过程。关键词：数字音频水印；Arnold置乱技术；小波变换；均值量化中图分类号：TP309.7随着数字多媒体信息的快速发展，作品侵权更
2、加容易，数字媒体的信息安全变得越来越重要。数字音频技术已经被认为是多媒体版权保护中的一种有用手段。尤其在变换域中，音频信号中嵌入水印技术更具有使用性。我们提出了一种基于Arnold变换的均值量化的音频水印算法。最后通过新的Arnold反变换将水印恢复出来。实验表明，该算法有很好的鲁棒性和很强的隐蔽性。1关于Arnold变换水印图像加密作为一种置乱，已成为数字多媒体图像信息安全传输的重要手段之一。而Arnold变换是将数字图像中的点重新排列，打乱图像位置。一幅NXN的数字图像的二维Arnold变换定义为［1］：在运用Arnold变换置乱的水印图像，在后处理阶段，大多数文献利用Arnold变换
3、的周期性来完成恢复图像。T为数字图像对应的Arnold变换周期，假如Arnold变换迭代m次，恢复图像时需要迭代T-m步才能恢复原图像。而本文利用一种逆变换矩阵实现Arnold反变换［2］。不需要计算该水印图像的周期。Arnold反变换的公式为：记变换中的矩阵为A-1,反复进行这一变换，有迭代公式：2水印的嵌入与提取2.1水印嵌入算法(1)水印图像Arnold变换的预处理，首先使用Arnold变换对水印图像进行置乱，嵌入到音频信号中的二值水印图像表示为：W={w(i,j)；OWi,jWm}w(i,j)c(0,1)0(2)水印图像的降维预处理，二值图像要嵌入到一维的音频信号中，需要先对水印图
4、像进行降维处理。W={w(i)e(0,1),i=0,……,N-l}o(3)离散小波变换，选择db3小波基对音频信号进行3级小波分解。(1)嵌入水印图像，在音频信号的能量较好、抵抗噪声能力较强的低频系数上采用均值量化法，则水印嵌入过程如下：将系数集X中的元素每80个依次求均值，即：令z(1)=[Y(1)J/Q1+1/2,1=0,……,L-l,Q1是预先设定的量化参数，□为向下取整，Q1是预先设定的量化参数，水印如下方法进行均值量化嵌入。如果z(1)%2=w(1),则Y*(1)二Y⑴如果z(1)%2Hw(1),z(1)二[Y(1)]/Ql则Y*(1)=Y(1)+Q1；否则Y*(1)二Y(1)-
5、QloY*二{y*(801+k)❷y*(801+k)=y(801+k)+A(1),k=l,……,80；1=1,……,1024}(2)离散小波反变换，对含水印信息的音频信号进行小波离散反变换。2.2水印提取在进行小波分解时，得到不同分辨率下的髙频分量和低频分量A3,选择A3为水印提取区域，采用与嵌入时相同的处理方式对由A3组成的系数集求均值。w，(j)二{[Y‘(1)]/Ql+l/2}%2,1=1,……,1024于是对提取的水印图像进行Arnold反置乱，得到二值水印P'二(i,j)(lWiW32,06、化步长Q1=O.05o水印采用32*32的二值图像，所选用的原始载体44.1kHz,长度为20s,分辨率为16bit量化的音乐文件，取db3小波基对该音频信号进行3级小波分解。原始音频信号和嵌入水印的音频信号如下图所示：图1原始水印图像和Arnold变换后的图像图2原始音频信号、Arnold置乱水印图像和嵌入水印的音频信号图3提取水印图像和Arnold解密水印图像4结束语本文提出了一种基于Arnold变换的均值量化的音频水印算法。首先对数字图像进行Arnold变换置乱，然后将音频信号进行离散小波分解后的低频分量分段并计算各段均值，通过量化的方法将每1比特水印信息嵌入到低频系数平均值中。该算
7、法不仅可以加强了水印的安全性，而且可以改善水印系统的鲁棒性。然而该算法还存在一些需要改进的地方，如小波变换中选取的量化步长与原始音频有着密切的关系，如何自适应地确定量化步长，是今后值得研究的方向。参考文献：[1]张春森，范金健，胡平波•小波变换和Arnold变换的数字水印技术[J].西安科技大学学报，2012,32(01)：96-97.[2]刘芳，贾云德•一种新的Arnold反变换在数字水印中的应用[C]•第十二届全国图
