数字水印音频应用.docx

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1、数字音频水印理论与应用设想数字水印（DigitalWatermarking）技术是将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体（包括多媒体、文档、软件等）当中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统（如视觉或听觉系统）觉察或注意到。通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。作为数字水印技术基本上具有下面几个方面的特点：一、安全性：数字水印的信息应是安全的，难以篡改或伪造，同时，应当有较低的误检测率，当原

2、内容发生变化时，数字水印应当发生变化，从而可以检测原始数据的变更；当然数字水印同样对重复添加有很强的抵抗性二、隐蔽性：数字水印应是不可知觉的，而且应不影响被保护数据的正常使用；不会降质；三、鲁棒性：是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后，数字水印仍能保持部分完整性并能被准确鉴别。可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。主要用于版权保护的数字水印易损水印（FragileWatermarking），主要用于完整性保护，这种水印同样是在内容数据中嵌入不

3、可见的信息。当内容发生改变时，这些水印信息会发生相应的改变，从而可以鉴定原始数据是否被篡改。四、水印容量：是指载体在不发生形变的前提下可嵌入的水印信息量。嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息，或购买者的序列号，这样有利于解决版权纠纷，保护数字产权合法拥有者的利益。尤其是隐蔽通信领域的特殊性，对水印的容量需求很大。核心技术：1、基于小波算法的数字水印生成与隐藏算法：采用小波算法，将数字图像的空间域数据通过离散小波变换(DWT)转换为相应的小波域系数，并根据待隐藏的信息类型，对其进行适当的编

4、码和变形，再根据隐藏信息量的大小和相应的安全目标，选择方形的频域系数序列。最后，将数字图像的频域系数经反变换转化为空间域数据。2、水印防复制技术：当仿冒者得到含有数字水印的印刷包装后，一定会设法复制(如采用高精度数字扫描仪)，为防止数字水印信息被复制，数字水印嵌入软件在隐藏水印信息时采用了色谱当量给定算法，这种方法可以保证仿冒者在满足工艺性调整原图的色彩时，无法避免改动色谱当量，这样就从根本上保证了水印不被复制。3、抗衰减技术：从数字图像到印刷品，要经过制版、印刷等多道工序，数字水印的特征在每个工序上都要被衰减，

5、为保证数字水印在最终印刷品上有足够的信号强度，数字水印嵌入软件在生成水印信息时充分考虑了足够的信号强度，确保经过多个工序时信号强度(鲁棒性)仍能被可靠机读。4、数字水印检验机读化：数字水印检验机读化可消除人为因素的不确定性，提高检验速度，增强隐蔽信息(水印)识别的安全性，并可和RFID、紫外、磁条等已有成熟的防伪检验设备组成多重立体防伪系统，提升综合安防水平。由此可见，数字水印技术不同于简单的水印叠加，也不是以往的将水印嵌入最低像素位，而是经过算法计算后，将水印平均嵌入到音频频谱的中置频段内，以达到良好的抗衰减性

6、。压缩域算法是一种基于JPEG、MPEG标准的压缩域数字水印系统。它不仅节省了大量的完全解码和重新编码过程，而且在数字电视广播及VOD(VideoonDemand)中有很大的实用价值。相应地，水印检测与提取也可直接在压缩域数据中进行。下面介绍一种针对MPEG-2压缩视频数据流的数字水印方案。虽然MPEG-2数据流语法允许把用户数据加到数据流中，但是这种方案并不适合数字水印技术，因为用户数据可以简单地从数据流中去掉，同时，在MPEG-2编码视频数据流中增加用户数据会加大位率，使之不适于固定带宽的应用，所以关键是如何

7、把水印信号加到数据信号中，即加入到表示视频帧的数据流中。对于输入的MPEG-2数据流而言，它可分为数据头信息、运动向量(用于运动补偿)和DCT编码信号块3部分，在方案中只有MPEG-2数据流最后一部分数据被改变，其原理是，首先对DCT编码数据块中每一输入的Huffman码进行解码和逆量化，以得到当前数据块的一个DCT系数;其次，把相应水印信号块的变换系数与之相加，从而得到水印叠加的DCT系数，再重新进行量化和Huffman编码，最后对新的Huffman码字的位数n1与原来的无水印系数的码字n0进行比较，只在n1不

8、大于n0的时候，才能传输水印码字，否则传输原码字，这就保证了不增加视频数据流位率。该方法有一个问题值得考虑，即水印信号的引入是一种引起降质的误差信号，而基于运动补偿的编码方案会将一个误差扩散和累积起来，为解决此问题，该算法采取了漂移补偿的方案来抵消因水印信号的引入所引起的视觉变形。此外，以数字方式加入水印的音频由于改变了原有的频谱序列，这就导致了水印的祛除必会影响到音频原