基于小波包域的数字水印算法研究.doc

《基于小波包域的数字水印算法研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、引言随着以Internet为标志的网络时代的到来和电子商务为代表的网络经济的兴起，网络信息安全问题也日益突出，数字信息可以很方便快捷的在世界范围内广泛传播，随之而来的副作用就是恶意个人和团体，可能在没有得到作者或所有者许可的情况下，进行非法拷贝和传播，这使数字信息产品面临严峻的考验。由此，数字水印技术应运而生。数字水印技术（digitalwatermarking）是一种信息隐藏技术，它的基本思想就是在数字图像、音频和视频等数字产品中嵌入秘密信息，以便保护数字产品的版权，证明产品的真实可靠性，跟踪盗版行为或者提供产品的附加信息。经过近20年

2、的研究和发展，数字水印技术已渐渐趋于成熟，水印算法分类也是种类繁多：1.按嵌入的水印信号的形式来分，可以分为一维水印和多维水印；2.按嵌入方法可分为可逆水印和不可逆水印；3.按水印检测方法可分为盲水印和非盲水印；4.按鲁棒性可分为易脆水印、半易脆水印和鲁棒性水印；5.从外观上可分为可见水印和不可见水印；6.按载体分可分为图像水印、视频水印、音频水印和文档水印；7.从水印的嵌入域可分为空间域水印和变换域水印；当前的数字水印研究中，以数字图像水印最为深入，而对于音频水印的研究相对较少，一方面因为音频单位时间内的采样点较少，可嵌入水印信息就较少

3、，另一方面由于人类的听觉系统要比人类的视觉系统更加的灵敏，也给音频水印的嵌入增加了难度。作为常见的多媒体数据形式，数字音频占着出数字图像外最大的多媒体信息数据量，占据着举足轻重的地位，但是当前对于音频水印的研究显然还远远不够。一个数字水印一般包括三个基本方面：水印的生成、水印的嵌入和水印的提取。数字水印技术实际上是通过对水印载体媒质的分析，嵌入信息的预处理，信息嵌入点的选择，嵌入方式的设计嵌入调制的控制等几个相关技术环节进行合理优化，寻求满足不可感知性，安全可靠性，稳健性等等诸条件约束下的准最优化设计问题，而密钥则是水印信息的重要组成部分

4、。我们可以在信息预处理、嵌入点选择和调制控制等不同环节入手完成密钥的嵌入。1绪论1.1课题背景多媒体信息比传统文字蕴含更大的信息量，随着网络技术的发展，多媒体教育在各个领域中占据着越来越重要的地位。当代信息技术的迅猛发展和Internet的不断扩大，是多媒体信息能以不同的形式在网上方便快捷的传输。但是他给我们带来方便的同时也带来了安全隐患，比如出现了敏感信息可以被轻易的窃取、篡改、非法复制和传播，多媒体信息的版权得不到有效地保护等问题，使得大量数字多媒体作品的版权问题受到很大的威胁。如何在网络环境中实施有效的版权保护和信息安全手段，已经引

5、起了国际学术界、企业界以及政府部门的高度关注。近年来数字水印技术被认为是解决数字产品知识产权问题的重要手段，已经成为当前的热点研究领域之一，受到社会各界的广泛关注。1.2数字水印的基本概念提到数字水印，人们首先可能会想到人民币中的水印。手拿一张100元的钞票，如果在灯光下观察带有毛主席像的一面，就会看到左侧空白处有一个水印显现。这个水印是在钞票制作过程中直接嵌入到纸币中的，因此人们很难伪造。当然除了钞票，水印还可以用于其它物理对象，甚至电信号中。音乐、图像和视频所代表的数字媒体就是一些常见的可嵌入水印的信号类型。本文所研究的数字音频水印技

6、术就是在数字音频信号中嵌入水印。音频水印技术的基本思想是在音视频等数字产品中嵌入秘密信息，以便保护数字产品的版权、证明产品的真实性和可靠性或者提供产品的附加信息，并且不影响原作品的价值和使用。其中的秘密信息可以是版权标识，用户序列号或者是产品的相关信息，通常我们称之为数字水印（digitaiwatermark）。水印处理系统的基本框架可以定义为六元体（X,W,K,G,E,D），其中：X代表所要保护的数字产品X的集合。W代表所有可能水印信号W的集合。K是标示码（也称水印密码）的集合。G表示利用密钥K和待嵌入水印的X共同生成水印的算法。E表示

7、将水印W嵌入数字产品X0中的嵌入算法。D代表水印检测算法。1.3数字水印技术研究现状早期的数字水印技术主要是针对数字图像进行研究的，关于该技术的论述首见于Tirkel等人在1993年的一篇文章。这篇文章首先提出了电子水印（ElectronicWatermark）的说法，其随后发表了另一篇题为“Adigitalwatermark”的文章，正式提出了“数字水印”这一术语。1.3.1国外研究现状目前的数字水印研究中，对于音频水印的研究相对较少，一方面因为音频单位时间内的采样点较少，可嵌入水印信息就要少，另一方面由于人类听觉系统（humanaud

8、itorysystem,HAS）要比人类视觉系统（humanvisualsystem,HVS）更加灵敏，也使音频水印的嵌入更加困难。国际上对音频水印技术的研究最早见于1996年，Bender等