应用于FM广播的多回声音频水印系统的设计与实现.pdf

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1、应用于FM广播的多回声音频水印系统的设计与实现张学君2015年1月中图分类号：TN912.3UDC分类号：654应用于FM广播的多回声音频水印系统的设计与实现作者姓名张学君学院名称信息与电子学院指导教师谢湘副教授答辩委员会主席刘家康申请学位级别工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月DesignofmultipleechoeshidingwatermarkingsystemforFMradioCandidateName：XuejunZhangSchoolor

2、Department:InformationandElectronicsFacultyMentor:AssociateProf.XieXiangChair,ThesisCommittee：Prof.JiaKangLiuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2013北京

3、理工大学硕士学位论文摘要随着移动互联网的发展和大数据时代的到来，微信、微博等新兴媒体得到了迅猛的发展。报纸、杂志、电视、广播等传统媒体与新兴媒体融合的趋势越来越明显，媒体内容趋近于更加丰富化，媒体的介质要求多元化、便捷化。FM调频无线广播，因其技术成熟、成本低廉，传输距离远等优势获得了广泛的应用。本文采用音频水印技术，在不影响FM广播音频本身质量的前提下，将标识FM音频信号身份的ID号作为水印嵌入到音频信号中，FM接收端可以通过解码算法提取ID号。用这个ID号标识身份，FM广播音频就能接入到互联网

4、这个大平台中，使得广播内容丰富多彩并且实现与人们互动，与新兴媒体完美结合。根据这一需求，本文对基于回声的音频水印算法进行了研究，首先推导了多回声核系统中回声核个数的理论极限值，也就是在保证鲁棒性的条件下，最多能嵌入的回声个数的最大值。根据理论推导的结果，确定了基于延迟点矩阵的水印嵌入算法。对于对系统性能产生极大影响的相关参数，本文进行了理论的分析，分析得出了它们的最优值。针对提出的水印嵌入算法，本文的水印提取算法采用倒频谱分析和能量倒频谱同时分析方法，确保了系统的鲁棒性。并且本文将整个音频水印系统

5、看成一个通信系统，推导了系统信道容量。为了验证整个算法的性能，做了信息容纳能力、鲁棒性能、不可感知性能的实验测试。测试结果显示该算法在保证系统鲁棒性和不可感知性能的前提下，拥有更高的信息容量。主观测试实验表明，本文的水印算法没有破坏音频本身的质量，具有良好的不可感知性。最后，将算法应用到FM广播中，并且添加了奇偶检验位。此外，讨论了同步问题产生的原因和常用抗同步攻击算法。在此基础上，提出了帧同步和数据同步双重同步的方案，在保证盲检测的同时解决了同步的问题。关键词：音频水印；多回声隐藏；FM广播；同

6、步问题I北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththeadventofthebigdataanddevelopmentofmobileInternet,micro-channel,microbloggingandothernewmediahasdevelopedveryrapid.Thetrendofconvergencebetweenthetraditionalmediasuchasnewspapers,magazines,television,radioandthenewmediaar

7、emoreobvious.Thecontentofthemediaisexpectedmorerich,andtheprocessarerequiredpluralism,easyandconvenient.FMradiogainedwideapplicationfortheadvantagesofmaturetechnology,lowcost,longtransmissiondistance.Inthispaper,audiowatermarkingtechnologyisusedtoembe

8、dtheIDwhichidentifiestheidentityintotheFMaudiowithoutprejudicetotheFMaudioquality.TheFMbroadcastaudiocanaccesstotheInternetusingthisIDnumbertoidentifytheidentity,whichmakesbroadcastcontentarericher.Inthisway,itcombineswiththenewmedia.Inthispap