基于BIC和DWCM的零水印算法的音频版权保护研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要互联网和多媒体处理技术的迅速发展，使得多媒体等数字作品的版权保护显得日益重要。在音频版权保护研究领域，一种被广泛研究的技术是数字音频水印技术。在本文中，为了使水印技术能够满足音频版权保护的要求，提出了一种基于BIC和DWCM矩阵的零水印算法。该音频水印算法避免了较强的鲁棒性与透明度之间的矛盾，能够抵御大面积地随机剪切攻击，并解决了水印自同步问题。本文的主要内容和创新点如下：①本文提出了一种新的非嵌入式数字音频水印算法，即数字零水印算法。数字零水印算法是一种区别于常规的嵌入式水

2、印算法，该算法在“嵌入”过程中并不对原始载体音频进行修改，而是通过XOR操作融合音频特征矩阵与水印图像，以得到一个密钥。在水印检测过程中，这个密钥作为水印图像提取或检测的密码。利用数字零水印思想，完美地解决了强鲁棒性与透明度之间的矛盾。②一种基于贝叶斯信息标准(BIC)的音频分割算法被引入到本研究中，针对常规的基于BIC的分割算法的两个缺点，本文对其进行了改进，消除了累计误差和解决了硬判决。在水印“嵌入”和检测前，先用BIC算法分割音频，解决了目前的水印算法无法克服大面积地随机剪切的缺点，同时解决了水印自同

3、步问题。③提出了音频片段的双向小波系数映射(DWCM)矩阵以及介绍提取DWCM矩阵的方法。在提取DWCM矩阵过程中，采用一种新的方法将音频片段的小波近似系数映射成一个二值图像矩阵。DWCM矩阵的提取过程是本文中提出的零水印算法的关键步骤。在课题研究中，首先用改进的BIC算法把音频分割成许多长度不等的音频片段并过滤长度极小的片段。然后，把每个音频片段进行小波分解，提取DWCM矩阵。最后，针对每个音频片段，实施水印信号的“嵌入”或检测。在水印“嵌入”阶段，把所有片段的DWCM矩阵与水印图像进行异或操作生成密钥集

4、，并向第三方可信任机构提交该密钥集，作为水印检测的密码。水印检测阶段，利用从第三方可信任机构获取的密钥，通过BER匹配可以检测未知音频的水印图像。实验结果表明，研究中提出的零水印方案，与以往音频版权保护的水印算法相比，在安全性、健壮性、抵抗大面积地随机剪切方面，具有更加优异的性能。这主要得益于研究中改进的基于BIC的音频分割算法和提出的DWCM矩阵。基于BIC和DWCM矩阵的零水印算法尚属首次研究。关键词：音频分割，版权保护，双向小波系数映射(DwcM)，抗大面积剪切ABSTRACTWiththerapid

5、developmentofInternetandmultimediaprocessingtechnology，ithasbecomeincreasinglyimportanttoprotectthecopyrightofthedigitalworksincludingmultimedia。Awidelystudiedalgorithmfordigitalaudiocopyrightprotectionisbasedondigitalwatermarkingtechnology。Inthispaper，tom

6、akethewatermarktechnologymeettherequirementsoftheaudiocopyrightprotection，anovelaudiozero。watermarkingschemebasedonBICandDWCMmatrixesisproposed．TheaudiowatermarkingalgorithmCanavoidthecontradictionbetweenstrongrobustnessandtransparency，andresisttheattackof

7、large-arearandomcropping，andsolvethewatermarksynchronizationproblems．Inthethesis，themainresearchcontentsandinnovationsareasfollows：①Thispaperpresentsanewnot—embeddeddigitalaudiowatermarkingscheme，thedigitalzero．watermarkingalgorithm．Thedigitalzero-watermar

8、kalgorithmisdifferentfromtheconventionalembeddedwatermarkalgorithm．Inthewatermarkembeddingprocess，watermarkinformationl’Snotreallyembeddedtothehostaudio，butmixedintotheaudiocharacteristiCmatrixtogetakeybyXOR．