本发明涉及的是一种数字水印系统,特别涉及一种音频数字水印系统
背景技术:
数字水印技术源于对数字图像的研究,近年来,随着信息化进程的加快,水印技术已经拓展到音频、视频领域,国外一些非常有名的研究机构如麻省理工学院、剑桥大学、IBM公司、日立、NEC、PHILIPS、微软公司等在数字水印技术的研究中获得了非常可喜的成果。同时在IEEE和SPIE等重要会议上也开辟了与数字水印相关的专题讲座,许多国际重要期刊都刊登了关于数字水印技术的专刊或专题报道。另外,有些组织开始考虑制定数字水印技术的统一标准。国对数字音频水印算法的研究相对国外较晚,但发展也非常迅速,一批有实力的大学和相当数量的科研机构在该领域投入了大量精力,致力于各种算法的研究,目前,我国在数字水印技术领域的研究和创新与世界水平相差不大。
本发明根据音频信号的特点,选择合适的水印信息和离散小波变换算法,并结合人耳听觉系统特性,自适应的嵌入水印,并按照嵌入水印时相反过程从音频数据中提取水印。最后,利用Matlab工具软件设计数字音频水印系统,对嵌入水印的音频进行攻击实验,并提取水印,检验其鲁棒性。
技术实现要素:
本发明的目的是为了设计一种根据音频信号的特点,选择合适的水印信息和算法,并结合人耳听觉系统特性,自适应的嵌入水印的数字水印系统。
本发明的目的是这样实现的,系统包括以下五种模块:
一种音频数字水印系统,其组成包括:水印置乱加密模块1,水印嵌入模块2,印攻击模块3,水印提取模块4,水印解密模块5。
所述的一种音频数字水印系统,其特征在于:对水印图像降维处理之前,先对图像做置乱变换,再将水印变成很乱的一维序列,即使破译者获得了水印信息,他得到的也是没有任何意义的乱码,只有版权信息者可以把置乱的水印恢复,目的是消除二值水印图像的相关性,使提取的水印鲁棒性增强,经置乱后的水印图像可表示为
W'={w'(i,j),0≤i<M1,0≤j≤M2}
1水印置乱加密模块:分别用Arnold变换和混沌置乱的方法实现水印的置乱加密。
2水印嵌入模块:实现水印信息的嵌入。将水印信息嵌入到音频当中,并实现含水印的音频文件保存。
3水印攻击模块:分别用剪切、添加高斯噪声、低通滤波和压缩的方法实现水印攻击。
4水印提取模块:水印信息提取。根据半盲水印的思想,利用含水印的音频提取水印信息。
5水印解密模块:主要实现对提取出的加密水印进行解密处理。
另外本发明还包括:
对水印图像降维处理之前,先对图像做置乱变换,再将水印变成很乱的一维序列,即使破译者获得了水印信息,他得到的也是没有任何意义的乱码,只有版权信息者可以把置乱的水印恢复,目的是消除二值水印图像的相关性,使提取的水印鲁棒性增强。
另外本发明具有的优点是:
(1)在数字水印中能抵抗一些常用信号的攻击,鲁棒性较强;
(2)在音频处理之前加入了置乱变换,提高了数字水印的安全性;
(3)将水印信号隐藏在信号分级的小波变换系数中,选择的小波变换系数一般属于信号的低频段,低频段是信号的主要部分,如果低频部分信号受到较大的改变,还原出的音频信号的音质将会严重下降,从而进一步提高数字水印的安全性。
附图说明
图1为水印嵌入算法流程;
图2为系统框图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
一种音频数字水印系统,其组成包括:水印置乱加密模块1,水印嵌入模块2,印攻击模块3,水印提取模块4,水印解密模块5。
其特征在于:对水印图像降维处理之前,先对图像做置乱变换,再将水印变成很乱的一维序列,即使破译者获得了水印信息,他得到的也是没有任何意义的乱码,只有版权信息者可以把置乱的水印恢复,目的是消除二值水印图像的相关性,使提取的水印鲁棒性增强,经置乱后的水印图像可表示为
结合图1音频水印嵌入流程如下:
1对水印进行预处理,将其转化为一维水印信息;
2对将要嵌入水印部分的音频信号进行分段预处理;
3对分段的每段音频信号进行N级离散小波分解,得到一系列小波分解系数;
4通过修改小波系数把水印信息嵌入到分段的音频信号;
5对修改过的小波系数实行离散小波逆变换,得到含水印信息的音频信号段;
6将上述音频段和与水印嵌入无关的信号段连接到一起,组成含有水印的音频文件。
结合图2系统的结构框图如下:
1水印置乱加密模块:分别用Arnold变换和混沌置乱的方法实现水印的置乱加密。
2水印嵌入模块:实现水印信息的嵌入。将水印信息嵌入到音频当中,并实现含水印的音频文件保存。
3水印攻击模块:分别用剪切、添加高斯噪声、低通滤波和压缩的方法实现水印攻击。
4水印提取模块:水印信息提取。根据半盲水印的思想,利用含水印的音频提取水印信息。
5水印解密模块:主要实现对提取出的加密水印进行解密处理。