一种用matlab实现的基于小波变换的音频数字水印

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1、466以科学发展观促进科技创新(中)一种用Matlab实现的基于小波变换的音频数字水印赵伟贾振红新疆大学信息工程学院，乌鲁木齐，830046摘要数字水印技术作为数字媒体版权保护和信息保密的有效办法，近年来在国内外引起了人们极丸的兴趣。本文介绍了音频数字水印技术奉身的特点和模型以及Maflab在数字音频水印处理中的应用，然后提出了一种基于小波变换的音频数字水印方案，并用Madab语言予以实现．关键词计算机图像处理音频数字水印小波分解Matlab引言随着现代科技的发展，互联网以其高效快速的优点取代了许多传统的多媒体发行渠道，高质量

2、数字录制设备的数量剧增，信息产品被盗版的风险也随之剧增，这使得信息产品的安全成为人们日益关注的目标。通常我们把水印定义为：不被感知地在作品中嵌入信息的操作行为，但广义的水印也包括可见水印。通常我们所说的水印都是不可见水印。数字水印的概念是Caronni于1993年提出来的，并应用于数字图像。此后，研究人员将数字水印的概念扩展到电视图像和声音等领域。由于水印技术在广播监视、所有权鉴别、所有权验证、操作跟踩、内容认证、拷贝控制和设备控制、数据检测等领域有着广泛的应用前景。因而数字水印日益成为一个非常活跃的课题，也引起了工业界的浓厚

3、兴趣。本文先对人们关注的水印技术略加介绍，然后提了一种基于小渡变换的水印嵌入和提取算法。一、数字水印技术及Matlab在数字水印处理中的应用(一)数字水印的基本特点水印与其他技术的区别在于三个重要方面。1．不可感知性与条形码不同，水印不会减损图像或声音的感觉效果，水印应当在感觉上不可见，以避免影响媒体质量：同时水印应当在统计上不可见，即攻击者难于用统计的方法发现和删除水印。2．鲁棒性水印与其嵌入的作品密不可分，和头区段不同，当作品被显示或转化为其他文件格式时水印不会被消除，即水印的鲁棒性：生成的水印应当具有经受各种常用的信号处

4、理、压缩和解压及抗攻击的能力，任何企图移动和破坏术印的操作都将导致媒体质量的严重破坏。3．安全性水印将经历和作品相同的变换，这意味着通过检测得到的水印可以获悉有关那些变换的一些情况。正是这三个特性使水印在当前应用中的价值无法估计。根据水印提取时，是否要用到原始的未加水印的作品，我们可以把水印检测技术分为含辅助信息检第47分会场科技创新论坛467一————————————————————————————————————一测和盲检测。在水印著作文献中，常常把含有辅助信息检测器的系统称为私有水印系统，而那些用盲检测器的系统则称为公有

5、水印系统。(二)数字水印系统的一般模型数字水印系统的一般模型如图1所示，其中，在水印检测时，若省去原始载体作品，则为盲检测。图l数字水印系统一般模型(三)Madab在数字水印处理中的应用对于数字水印的实现，Marlab是一个功能强大且操作很方便的工具，它对数字信号处理提供了大量的函数。本文是基于小渡变换的数字音频水印，在此笔者仅给出Matlab中与本文有关的函数说观。1声音数据输入输出函数Auread()和auwr[te()：读写wu—law编码的音频文件。Wavread()和wavwrite()：读写Windows的WaV音

6、频文件。WarpIav()：播放wav声音文件，当然，也可以把处理后的wav文件保存后再用其他工具播放。Wavrecord()：可以对处理后的wav文件进行录音。2．小波变换及分解Dwt()和dwt2()：分别实现一维信号和二维信号的离散小泼变换。Idwt()和idwt2()：分别实现一维和二维信号的逆离散小波变换。Wavedec()和waverec()：多尺度一维小波分鹪和重构函数(一维多分辨率分析函数)。Appcoef()和detcoef()：提取一维小波变换低频和高频系数。Wavedec2()和waverec2()：多尺

7、度二维小波分解和重构函数(--维多分辨率分析函数)。Appeoef2()和detcoef2()：提取二维小波变换低频和高频系数。具体使用方法请参阅Matlab中的帮助。二、一种新型的音频水印不同的小渡对于信号的变换有不同的方法，本文使用dM小波对原始音频信号进行3级小波分魑，分别得到其1、2、3级高频系数及3级低频系数；然后用随机序列产生商斯白噪声作为水印信号，因为人耳对声音的低频部分不敏感，所以将水印信号嵌入到原始信号的低频部分，嵌入强度为0．02；最后进行小波重构，生成加入了水印信号的声音。埘千嵌入强度的选择，应该使其较小

8、，这样才不会破坏原始音频的效果，如果嵌入强度太大，就会使人耳听到这种混音，从而破坏了原始音频的效果。水印的提取算法即本算法的逆算法。因篇幅所限，在此不予讨论。以下仅给出在Maflab下水印的嵌入算法。468以科学发展观促进科技创新(中)三、具体实现本文在声音文件中嵌入高斯随机