文档介绍：浅谈面向公共信息传播的音频水印算法           论文摘要:提出了一种基于小波分解和倒谱技术的音频数字水印算法,该算法通过对原始音频进行小波多级分解,从中选取低频系数进行倒谱变换。通过统计均值的计算和调整方法设计,完成了水印的嵌入。实验结果表明该算法能够有效地抵抗A/D和D/A攻击,误码率为O,隐藏容量较大。同时,本算法还能够抵抗一定的AMR攻击,为手机音频的安全传播和管理提供了新的前景。论文关键词:音频水印;小波变换;倒谱;模/数转换;AMR格式 0引言在电视广播、交通台和音乐会等公共信息传播领域,音频的版权管理和安全传输都非常重要。如果采用数字水印技术,则需要水印算法能够抵抗A/D和D/A转换。目前,具有这种变换的类型可以划分为三种。第种是基于电缆传输方式,以电话线传播和直通电缆连接为典型,所受干扰小。电话线方式是公用信道,能够传播很远,传输秘密水印的载体可以是话音或音乐等类型;而直通电缆方式一般在一个办公实验的局部环境中。第二种是基于广播方式,通过广播媒体或专用频道进行传播。第三种是基于空气直接传播方式,会遭遇各种干扰,通常只能近距离设计。由于音频水印的远程传输和提取具有广泛的应用价值,这些音频传播水印技术在国外已经受到了极大重视并有所成果。在空气传播水印信息方面,德国的steinebach等人…开展了最早的研究,通过设定5—4oocm的多个不同间距,同时使用了4种不同的麦克风,研究了5种音频类型的水印技术,在5~180cm的间距普遍获得了良好的提取效果。随后,日本的achibana等人口研究将水印实时地隐藏到公共环境如音乐演奏会的音乐之中,能够成功地在一个30s音乐片段内隐藏64b的消息,测试的空气传播距离为3m。在电话网络传播方面,加拿大的chen等人开展了模拟电话通道的隐藏,,其数据带宽达到了265bps。日本的Modegi等人设计了一套非接触水印提取方案,通过手机来广播或转存水印音频,然后,通过计算机将秘密从转存的音频文件提取出来。,提取率高于90%。但是,这几种研究结果并没有对算法做详细描述。在直通电缆传播方面,项世军等人采用了三段能量比值方法,嵌人的是一串32b信息,虽然提取效果比较好,但由于实验容量太小,实用性不够,且对同步技术有较高的要求;王让定等人采用改进的量化方法、马冀平等人”采用了DCT方法,嵌入的都是小图片,但提取效果一般,仅可辨认。雷贽等人在短波广播含水印音频算法方面取得了可喜的进展,通过多种同步方案和算法设计,使水印提取的模拟和实测过程都达到了较好的效果,但实验容量很小。此外,由守杰等人设计了一种相似度计算方法,由于是非盲提取,不适于广播通信领域。作者利用小分段的直方图特性,开展了抗A/D转换的音频水印初步研究,在每段开头总能获得正确提取,但在每段的后续隐藏效果不佳,还需要做许多改进。可见,在面向公共音频传播方面,如何既能提高隐藏效果又能增大容量,仍然是音频水印算法要解决的一个难题。本文通过数据特性分析,采用倒谱技术和小波分解方法,成功地解决了问题,且能够抵抗一定的手机彩铃AMR攻击,为实用化提供了重要基础。 1数据特性描述音频信号经过具有A/D和D/A转换的传输过程时,必然要涉及到以下问题: 1)音频信号要经历传输过程中的外加干扰,包括50Hz的工频电信号,因