音频数字水印报告+matlab程序设计

语音数字水印目录1课题背景和现状22研究的目的和意义23方案设计和实施计划24研究的主要内容25创新点和结论26成果的应用前景27附录：个人工作总结21课题背景和现状数字时代的到来，多媒体数字世界丰富多彩，数字产品几乎影响每个人的日常生活。 信息媒体数字化在非常方便信息访问的同时，还显着提高了信息表达的效率和精度。 计算机网络通信技术，特别是互联网的蓬勃发展，成为了数据交换和传输相对简单快捷的过程。 人们可以利用计算机、数字扫描仪、打印机等电子设备，方便、快速地向世界各地发布数字信息，在国际互联网上发表自己的作品，发布重要信息，进行各种学术交流和电子商务活动等。 由于如何保护与我们相关的数字产品，包括版权保护、信息安全、数据认证和访问控制，越来越受到重视和迫切的需求，电子水印在当今计算机和互联网时代可能是很大的。数字水印技术是近十年来发展的，它是信息隐蔽学的分支。 随着国内信息化程度的提高和电子商务逐渐走向实用，电子水印技术具有更广泛的应用前景。 从信息隐藏和数字水印技术的应用前景来看，麻省理工大学的多媒体实验室、剑桥大学的多媒体实验室、IBM数字实验室、日立、NEC、SONY、飞利浦、微软等多家著名研究机构将成为信息隐藏和数字水印技术的1996年5月，第一次国际信息隐藏学术研讨会(CIHW )在英国剑桥牛顿研究所召开，迄今为止，该研讨会已经举办了4次。 另外，IEEE和SPIE等重要的国际会议也召开了关于信息隐藏和电子水印的特别技术研究。 另外，欧洲、北美、其他图像、多媒体研究国际会议上还有专门的电子水印讨论小组。 欧洲有几个大项目(viva和ACTS )，有关于信息隐藏和电子水印的专业研究。 摄影光学机器工程师学会从1999年开始召开专业的“多媒体内容安全和水印”讨论会。 另外，一些组织开始研究包含不同标准的水印技术。 复印保护技术工作组(CPTWG )为了保护DVD光盘内的视频，测试了水印系统。 安全数字音乐主创(SDMI )使水印成为他们音乐保护系统的核心技术。近年来，这个领域的研究发展速度非常快，有些公司已经推出了电子水印软件产品，1996年2月美国的adobe系统公司首先在图像处理软件Adobe Photoshol4.0，采用了美国的Digimarc公司的技术1999年2月，五大唱片公司：人气人、百代、索尼、环宇、华纳日本宣布与IBM合作，共同开发了在互联网上方便、快速、安全地发布数字视听产品的实验系统。 2001年1月，Digimarc还宣布与图形艺术行业组织printingindustriesofamerica (pia )合作，在打印机上使用Digimarc的“Media Bridge”电子水印技术2001年7月，富士通开发了用于在互联网上实现电子博物馆和电子美术馆系统“Musethque Light”的“分层电子水印”技术。 另外，也有公司陆续发布在数字化的图像、声音、视频作品中嵌入稳健的水印来进行着作权保护的软件产品。 例如，蓝牙公司的“Giovanni电子水印系统”、Gognic公司的“AudiokeyMP水印系统”、Signum Technologies公司的“Suresign水印”等。 我国学术界对数字水印技术的反应也很快，已经有相当有力的科研机构投入了这一领域的研究。2研究的目的和意义随着互联网和多媒体通信的发展，对多媒体产品的着作权保护和鉴别要求越来越强，而数字水印技术是解决数字着作权保护问题的有效手段。 目前，静态图像数字水印技术的研究越来越成熟，语音数字水印也成为新的研究热点。随着计算机、通信技术的迅猛发展，多媒体存储和传输技术的进步使存储和传输数字信息成为可能，数码产品可以轻松地制作、复制、修改、存储、传播。 同时，非法盗版大量发生，严重损害了创造者和所有者的知识产权，保护数字产品的知识产权也变得越来越重要。 在这种情况下，产生了以信息隐藏技术为核心的数字水印技术。 在数字产品中嵌入水印信息，可以实现复制限制、使用跟踪、盗版确认等功能，有助于解决着作权纠纷，保护数字产权的合法所有者的利益。 数字水印是有效的数字产品版权保护和数据保护技术，是信息隐藏技术研究领域的重要分支。 事实上，信息隐藏技术是因为有秘密通信才开始研究的，但是因为其特殊用途，被限制在军事和安全部门的狭小范围内。 随着计算机、多媒体技术的发展，互联网通信成为人们交流信息的方式之一，数字产品(如视频作品、电子商务、电子政务、数字图书、远程教育等)的认证、防伪和着作权保护的需求越来越迫切，产生了新的分支数字水印技术除了具有信息隐藏技术的一般特征外，还具有固有的特征和研究方法。 例如，从信息安全的秘密观点来看，隐藏的信息被破坏的情况下，由于秘密信息没有泄露，系统可以视为安全，但是，在电子水印系统中，隐藏信息的丢失意味着着作权信息的丢失，失去了着作权保护功能的系统失败了。 因此，数字水印技术必须具有很强的鲁棒性、安全性和不可见性。 随着数字音像制品的大量制作和发行，数字音频水印技术的研究和发展越来越重要。 另一方面，利用语音水印技术实现数字语音作品着作权的保护和认证，是水印技术最重要的应用。 其目的是通过嵌入数据源信息和比较有代表性的着作权所有者信息，防止其他团体对数据主张着作权。 虽然这种水印可以用于公正地解决所有权问题，但可以用于音频作品的盗版跟踪，主要是为了传输合法接收者的信息，而不是数据源的信息，从而识别数据的单一发行副本。 这些应用程序在发布的每个副本中嵌入不同的水印，通常称为“数字指纹”，也可以用于保护副本。 因此，音频作品的发行系统需要一种不允许非法媒体复制的复制保护机制。 在开放系统中很难实现拷贝保护，而在闭合系统和专用系统中，可以用水印表示数据的拷贝，所以可以进行拷贝保护。 随着MP3、MP4、MPEG、AC-3等下一代压缩标准的广泛应用，数字音频在互联网上呈指数增长，音频数据产品的保护越来越重要，音频水印领域有着广泛的应用前景。 因此，选择数字音频水印作为研究课题具有很强的现实意义。 另一方面，在发表的电子水印研究文献的检索统计中，电子声音水印的研究文献比电子图像水印的研究文献少得多，因此在电子声音水印中容易挖掘创新点。 随着互联网和多媒体通信的发展，对多媒体产品的着作权保护和鉴别要求越来越强，而数字水印技术是解决数字着作权保护问题的有效手段。 目前，静态图像数字水印技术的研究越来越成熟，语音数字水印也成为新的研究热点。随着计算机、通信技术的迅猛发展，多媒体存储和传输技术的进步使存储和传输数字信息成为可能，数码产品可以轻松地制作、复制、修改、存储、传播。 同时，非法盗版大量发生，严重损害了创造者和所有者的知识产权，保护数字产品的知识产权也变得越来越重要。 在这种情况下，产生了以信息隐藏技术为核心的数字水印技术。 在数字产品中嵌入水印信息，可以实现复制限制、使用跟踪、盗版确认等功能，有助于解决着作权纠纷，保护数字产权的合法所有者的利益。 数字水印是有效的数字产品版权保护和数据保护技术，是信息隐藏技术研究领域的重要分支。 事实上，信息隐藏技术是因为有秘密通信才开始研究的，但是因为其特殊用途，被限制在军事和安全部门的狭小范围内。 随着计算机、多媒体技术的发展，互联网通信成为人们交流信息的方式之一，数字产品(如视频作品、电子商务、电子政务、数字图书、远程教育等)的认证、防伪和着作权保护的需求越来越迫切，产生了新的分支数字水印技术除了具有信息隐藏技术的一般特征外，还具有固有的特征和研究方法。 例如，从信息安全的秘密观点出发，隐藏信息被破坏的情况下，由于秘密信息没有被泄露，系统可以视为安全，但是，在电子水印系统中，隐藏信息的丢失意味着着作权信息的丢失，失去了着作权保护功能的系统失败了。 因此，数字水印技术必须具有很强的鲁棒性、安全性和不可见性。 随着数字音像制品的大量制作和发行，数字音频水印技术的研究和发展越来越重要。 另一方面，利用语音水印技术实现数字语音作品着作权的保护和认证，是水印技术最重要的应用。 其目的是通过嵌入数据的源信息和比较有代表性的着作权所有者信息，使其他团体不对数据主张着作权。 虽然这样的水印可以用于公正地解决所有权问题，但是可以用于音频作品的盗版跟踪，主要是为了传输合法接收者的信息，而不是数据源的信息，从而识别数据的单一发行副本。 这些应用程序在发行的每个副本中嵌入不同的水印，通常称为“数字指纹”，也可以用于保护副本。 因此，音频作品的发行系统需要一种不允许非法媒体复制的复制保护机制。 在开放系统中很难实现复制保护，但在封闭系统和私人系统中，可以用水印表示数据的复制状况，因此可以实现复制保护。 随着MP3、MP4、MPEG、AC-3等新一代压缩标准的广泛应用，数字音频在互联网上呈指数增长，音频数据产品的保护越来越重要，音频水印领域有着广泛的应用前景。 因此，选择数字音频水印作为研究课题具有很强的现实意义。 另一方面，在发表的电子水印研究文献的检索统计中，电子声音水印的研究文献比电子图像水印的研究文献少得多，因此在电子声音水印中容易挖掘创新点。3程序设计和实施计划在完成的音频数据水印系统中，作为本系统的核心算法采用了离散小波变换。 小波变换是将信号分割成时域和尺度域的变换，有多分辨率分析的能力，并且有在时域和频域中都表现信号的局部特征的能力。 小波变换是诸如音频信号的时变信号的适当工具。 小波变换中，信号f(t )通过基本小波(t )的伸缩和移动形成，作为伸缩比例为a、时间移动为的小波的聚类函数的加权和来表示.小波分析的主要特征是可分析信号的局部特征，其可以利用小波变换非常准确地分析信号特性，且可检测很多其它分析方法忽略的特性。因为matlab的通信程序库中包含了很多方便有效的函数，所以编程工具中采用了matlab作为本系统开发的工具。 本系统支持将bmp形式的图像文件和wav形式的声音文件这两种形式的水印文件嵌入到原来的声音中，其他形式的声音、图像文件可以用格式工厂等其他软件格式执行。 在嵌入图像格式的水印的情况下，由于要嵌入的是二维排列，所以首先，将二值水印图像从二维排列二维下降操作为一维排列。 之后，对原音进行dwt变换，导出其低频部分，在该低频部分进行数值变换操作，将水印序列加载到低频部分。 具体的流程如下：当将音频形式的水印嵌入到音频文件中时，不需要降低维度，且可直接嵌入到通过原始音频dwt转换而获得的低频部分中。 为了提取水印信息，需要对包含水印的声音和原始的声音进行dwt变换，比较两者在低频部分的差异，若对包含水印的声音进行逆运算，则能够得到水印信息，可以对声音形式的水印文件直接输出，对图像形式的水印文件可以进一步提高维数，不要复原图像具体的流程如下：4研究的主要内容我们开发音频数据水印系统的主要研究目标是找到一种可以将一条水印信息嵌入一个音频中的算法，使得该音频的声音听起来不怎么变化。 因此我们在开发软件时，尝试了dft、dct、dwt、回声隐藏算法等算法，发现在测试过程中使用dwt算法可以得到良好的效果，并具有鲁棒性，所以最终把dwt算法作为核心5创新点和结论测试程序后，发现如果某个声音中有很多零点，就无法将水印信息添加到声音中，与实际的声音相结合，在第一时间有零点。 基于此，在将加载水印的样本点移动到非零值的点之后，我们可以避免音频数据水印系统因音频初期有很多零点而不能正常工作。 但是，如果在声音数据的中间存在微小的零点，则还不能排除这一点也是水印信息的一部分被失真的主要原因。 在客观评论中，我们组使用相关系数作为评价，相关系数为1。 假定语音中具有n个采样点，并且每段具有n个采样点，则我们的算法将水印信号上传给具有水印波长的低频信号样本点，因为数据嵌入容量p为P=N/2n，该算法没有以段表示理论上，由于可以对原信号的每个采样点上传水印信息，所以嵌入容量值为0.5 .我们只能排除声音的零点，因为现有的声音的零点一定有声音，所以将嵌入容量设定为0.125。 我们对声音施加的水印容量，测试了将125k的声音嵌入3.3m的声音中。6成果的应用前景在目前阶段，我们的小组由于不习惯matlab软件，所以学习matlab浪费了很多时间，因此成果相对粗略，仅完成了基本功能的语音形式，图像形式的水印信息就被嵌入在部分语音中。 通