DCT域音频水印:嵌入对策和算法

为保证DCT域水印的鲁棒性,研究水印信号的嵌入位置非常必要.对音频载体,尽管有许多文献提出将水印嵌在中频系数或对听觉效果重要的系数上,但始终缺乏一个统一的方法.本文在DCT噪声信号模型研究的基础上,提出了一种新的音频水印嵌入位置选择策略和一个应用该策略的自适应音频水印算法.通过定义DCT系数的噪声敏感度,建立了水印嵌入位置和嵌入水印后的音频信号的听觉感知性之间的关系,根据音频水印的不可听性的要求选择最优的嵌入位置,然后调节水印强度来满足鲁棒性的要求,从而最大程度地保持音频水印的不可听性和鲁棒性,为解决音频水印嵌入过程中不可听性和鲁棒性之间的矛盾提供了一种策略.应用该策略,本文提出了一个自适应音频水印算法.实验证实了算法的鲁棒性.     

数字音频水印技术综述

介绍了数字音频水印技术的发展背景以及在音频水印系统中广泛应用的音频掩蔽现象和MPEG心理声学模型 I。综述了典型的顽健性和脆弱性音频水印技术,顽健性算法进一步在时间域、频域、压缩域上分别阐述。分析了对数字音频水印系统的攻击,特别是在时间域能够以很小代价击败绝大多数音频水印算法的同步攻击,并讨论了几种可能的解决策略。最后总结了当前存在的问题并对其发展进行了展望。     

基于能量特性分块的DCT域自适应音频水印算法

提出了一种基于能量特性分块的DCT域自适应音频水印算法。首先对音频数据做DCT变换,然后基于子块占总能量的比例将相应的频域系数分成几个部分,用每一部分的能量特性系数构造水印的嵌入强度因子,从而实现自适应的嵌入水印。实验结果表明：该算法对数字音频信号的噪声攻击、低通滤波、MPEG压缩、D/A和A/D转换等操作具有很强的鲁棒性。     

DCT和DWT域音频水印幅值变化规律分析

 嵌入水印对音频信号波形的影响受到的关注不多.分析得出改变采样序列离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)域某个交流系数时,逆DCT后幅值变化服从余弦曲线,改变离散小波变换(Discrete Wavelet Transform,DWT)域某个近似系数时,重构后采样序列幅值变化呈现为所选小波的尺度函数.并对在DWT-DCT混合域嵌入水印做了讨论.通过推导和实验,得到采样点的改变量与DCT域低频系数的改变量、DWT域近似系数的改变量及混合域低频系数的改变量成线性关系.所得结论有助于发现嵌入算法带给采样点序列的不连续变化而使含水印音频产生可听噪声,也有助于提高水印的嵌入效率.     

基于均值量化的小波域自同步数字音频水印算法研究

文中提出了一种基于均值量化的小波域自同步数字音频水印算法。该算法是一种盲水印算法,水印提取不需要原始音频信号的参与。算法设计中运用了均值量化的策略,音频信号小波分解后,在低频系数中隐藏水印信息;引入了同步信号的思想,利用同步信号定位水印隐藏位置。实验表明,该算法具有较强的鲁棒性、抗攻击性、抗裁剪性。     

DCT域图像水印:嵌入对策和算法

 DCT域的隐形水印应嵌入哪里,水印才足够稳健?尽管许多关于DCT域水印算法的文献赞成水印应放在对视觉效果重要的分量,但DC分量总是被无一例外地排除在外.本文提出了一个DCT域隐形水印的嵌入对策和一个应用该对策的自适应水印算法.基于对图像DCT系数振幅的定量分析,我们指出:DC分量比任何AC分量有更大的感觉容量,从稳健性的角度,DC分量最适合用来嵌入水印.应用这个对策,本文提出了一个把视觉系统纹理掩蔽特性结合到水印编码过程的自适应水印算法.实验结果有效地支持了这个结论,所产生的隐形水印体现了很好的稳健性.     

基于奇异值分解的DCT域音频数字水印算法

提出了一种基于DCT直流分量的音频数字水印算法。算法根据音频信号在DCT域能量较大处可以隐藏较多信息的水印嵌入原则,结合音频信号在DCT域能量分布特征,首先把原音频信号先进行分段处理,然后对每段做DCT变换,找出水印嵌入点,实现了在一段音频信号中隐藏一幅二值图像的奇异值向量。实验结果表明,该算法对MP3压缩、低通滤波、重采样等恶性攻击具有较强的鲁棒性和不可感知性。     

基于小波包域听觉感知分析的统计音频水印算法

现有的统计音频水印算法对不可感知性缺乏保证.本文根据宿主音频信号的感知和统计特性,提出一种统计音频水印算法.该算法利用自适应小波包分解对宿主音频信号进行听觉感知特性分析,在小波包域内直接计算掩蔽阈值,并用其控制水印的嵌入强度.该算法采用统计方法自适应地在听觉感知重要的有调成份上嵌入水印,保证了水印的不可感知性和鲁棒性.水印检测错误率分析和实验结果表明本文算法能保证音频感知质量并能抵抗各种攻击.     

一种新的基于混合域的数字音频水印

在数字水印的基础上,提出了一种基于DCT和DWT混合域的音频水印的算法。首先对原始的音频信号进行离散小波变换,得到音频信号的精细分量和近似分量,然后对这两种系数进行离散余弦变换,最后将两种不同的水印嵌入到两种系数。提取水印信息时,不管音频信号的长度如何,均采用相同的方法进行变换。实验证明,此方法可以实现不丢失音频信号的频率信息,在考虑嵌入的两种不同水印的顺序的原则下,实现嵌入和提取信息的同步。     

基于时域同步及分块嵌入的音频水印算法

提出一种基于时域同步的音频水印算法,在音频信号的时间域上检索满足一定信号强度的区域作为同步区域,把水印图像分块,每个水印分块及其编号嵌入到一个同步区域,水印按照分块顺序循环嵌入到检索到的同步区域;水印比特嵌入在同步区域的小波变换域上,通过拼凑法修改低频系数的幅度值实现水印比特的嵌入。水印检测不需要原始音频信号,是一种盲检测水印算法。仿真实验证明了算法对一般的音频信号处理具有较好的鲁棒性和透明性,对同步攻击、抖动攻击具有较好的鲁棒性。     

自适应的混合域音频水印新算法

本文结合小波包变换和离散余弦变换，提出了一种基于听觉模型的混合域自适应音频盲水印算法，在不引入听觉失真的前提下，实现了自适应的水印嵌入。算法首先对音频信号进行小波包分解，使得分解后的子带更接近人耳临界频带。其次对每个子带的小波包系数进行离散余弦变换，计算出子带掩蔽阈值。根据子带掩蔽阈值自适应的选取噪声敏感度小的音频段作为水印嵌入段，选取功率值低于掩蔽阈值的频域系数作为水印嵌入位置，同时采用噪声掩蔽比调整水印嵌入强度。二值水印图像通过量化索引调制的方法嵌入到音频信号的中低频系数中，提取水印时不需要原始音频载体。本算法在水印容量、不可感知性和鲁棒性之间达到了很好的平衡，水印容量在576.7bps到689.5bps之间，算法对添加噪声、重新量化、重新采样、低通滤波和MP3压缩均具有很好的鲁棒性。      

一种DWT与DCT结合的盲音频水印算法

该文提出了一种新的盲音频水印算法。它充分利用离散小波变换的多分辨率特性和离散余弦变换的能量压缩能力,通过量化处理把降维后的二值图像水印嵌入到原始的音频信号中,在水印的提取过程中不需要原始音频信号的参与。仿真实验证明了算法的鲁棒性和不可感知性。     

DCT域音频水印:水印算法和不可感知性测度

针对音频信号,提出了一种水印算法,该算法利用DCT频谱中的DC直流系数数据正负性不易改变的特性来嵌入水印信息,通过实验结果说明该水印算法可以在鲁棒性与不可感知性之间达到平衡.另外,提出了一种结合心理声学模型的客观评价含水印信号失真度的方法,通过实验结果和理论上的分析都说明这种不可感知性的测度可以体现人类听觉的主观特性,是一种比较合适的客观评价方法.     

基于听觉掩蔽效应和小波变换的数字音频水印

提出了一种基于听觉掩蔽效应和小波变换相结合的音频数字水印算法。根据人耳听觉系统的掩蔽效应，计算载体音频信号的掩蔽阈值，利用小波变换将掩蔽门限映射到小波系数中，然后将水印信号嵌入到中低频子波系数中．嵌入强度由掩蔽阈值自适应控制。实验结果表明：该算法隐藏水印具有很强的掩蔽性；叠加了水印的音频信号对数据压缩、加噪、重采样、低通滤波等常用音频信号处理技术具有很好的鲁棒性。     

一种心理声学模型的自同步音频数字水印

提出了一种基于心理声学模型的自同步音频水印算法。在掩藏水印信息的同时，嵌入一个同步信号．使水印具有自同步能力。根据人耳听觉系统的心理声学模型，将水印信号和同步信号嵌入到中低频子波系数中．嵌入强度由掩蔽闻值自适应控制。仿真实验证明了算法的不可觉察性和鲁棒性。     

基于自适应小波包分解的音频压缩编码

文中所得出的就是把小波应用于音频压缩编码的一种有效方案。这一方案把自适应小波包分解与人耳的听觉心理学型相结合,充分利用人耳的掩蔽特性自适应应地构造滤波器组,并采用零树逄法进行比较分配,从而把由４４．１ｋＨｚ采样并以１６ｂｉｔ编码的音频信号压缩成大约４５ｋｂ／ｓ的拉近ＣＤ音质的音频码流。     

基于变分贝叶斯学习的音频水印盲检测方法

为了提高音频水印的检测性能,基于音频帧MFCC特征的统计特性,提出了一种音频水印盲检测方法。在音频帧的DCT系数上嵌入扩频水印,对嵌入水印的音频帧和原始音频帧分别提取MFCC特征进行训练,分别建立高斯混合模型,并通过变分贝叶斯学习方法估计出高斯混合模型的参数,检测时依据最大似然的原则。实验结果显示提出的方法在音频信号受到噪声干扰和恶意攻击的情况下,相对基于EM算法的方法在误检率上有明显降低,在小样本训练情况下具有更好的效果并且可以有效避免过拟合的问题。     

一种数字音频水印嵌入算法的研究

结合人耳听觉模型,利用人耳掩蔽特性,提出了一种基于小波分解和复倒谱变换的音频数字水印算法。该算法通过对原始语音信号进行三级小波分解,提取出小波近似分量,从近似分量中选取重要系数。利用复倒谱变换系数的不相关性．对重要系数进行复倒谱变换实现解相关运算,最终把水印嵌入到语音复倒谱域中,实现了在语音信号中嵌入二值图像,提高了水印嵌入算法的不可听性。实验证明该方法在抗常见的信号处理如加噪、滤波、重采样、有损压缩等方面具有较好的稳健性。     

基于H.264/AVC的音视频同步压缩方法

利用H.264/AVC标准中DCT系数的奇偶特性.在编码端将音频比特流嵌入到视频DCT系数中一起压缩传输,在解码端解出视频同时根据相应算法提取出音频信息,从而实现音视频的同步压缩.实验表明该方法在不增加数据量的前提下,可以无失真地还原出音频信号,对视频质量影响很小.