量化嵌入算法.ppt

1、音频水印量化算法,赵红,小波分析与应用,2020/8/6,2,文献1.嵌入水印过程,读音频 求音频长度 读水印图像 求水印图像的大小 二维转换为一维 音频分段（根据水印的大小分） 取下整 音频每一段如何表示（用数组）,2020/8/6,3,嵌入水印过程,对每一段x进行DCT变换 Y=dct(x) 第i段嵌入水印 Y(i,2)=y(i,2)(1+a*w(i); 反DCT变换 Y=idct(y); 重组音频,2020/8/6,4,嵌入-提取公式,Y=x*(1+a*w) w=(y/x-1)/a=(y-x)/(x*a),2020/8/6,5,嵌入算法参考,%改进日期：2010-9-27 %程序员：赵红

2、 %一种在数字音频信号中嵌入水印的新算法 %王秋生 %read audio and watermark clear; clc; close all; I=wavread(music.wav); len_I=length(I); W=imread(flower.bmp); len_W=length(W(:); W1=W(:); %segmenting len_BLOCK=floor(len_I/len_W); %embeding a=0.035; for i=1:len_W BLOCK=I(i-1)*len_BLOCK+1:i*len_BLOCK); DCT_BLOCK=DCT(BLOCK);

3、DCT_BLOCK(2)=DCT_BLOCK(2)*(1+a*W1(i); BLOCK=IDCT(DCT_BLOCK); I(i-1)*len_BLOCK+1:i*len_BLOCK)=BLOCK; end save zz len_I a; wavwrite(I,sample.wav);,2020/8/6,6,提取算法参考,%改进日期：2010-9-27 %程序员：赵红 %一种在数字音频信号中嵌入水印的新算法 %王秋生 %read watermarked audio clear; clc; close all; load zz;%save zz len_I音频长度 a嵌入强度; IW=wavr

4、ead(sample.wav); % len_I=length(IW); I=wavread(music.wav); W=imread(flower.bmp); m,n=size(W); len_W=length(W(:); len_I=length(I); %segmenting len_BLOCK=floor(len_I/len_W); %extracting for i=1:len_W BLOCKW=IW(i-1)*len_BLOCK+1:i*len_BLOCK); DCT_BLOCKW=DCT(BLOCKW); BLOCK=I(i-1)*len_BLOCK+1:i*len_BLOCK)

5、; DCT_BLOCK=DCT(BLOCK); W1(i)=(DCT_BLOCKW(2)-DCT_BLOCK(2)/(DCT_BLOCK(2)*a); end Wzh=reshape(W1,m,n); Wzh=im2bw(Wzh*128); nc1=nc(W,Wzh); imshow(Wzh);title(nc=,num2str(nc1);,2020/8/6,7,提取水印,读音频(含水印的x1，原始音频x2) 求音频长度 音频分段（根据水印的大小分） 取下整 对每一段x进行DCT变换(含水印的y1，原始音频y2) Y1=dct(x1) Y2=dct(x2) 从第i段提取水印 Wi=(y1-y2

6、)/(a*y2);,2020/8/6,8,评价,对音频评价 透明性（不可感知性） 对水印评价 鲁棒性 客观评价 通过攻击来测评,2020/8/6,9,音频数字水印的评价标准,人耳的主观评价： 信噪比(SNR)：,2020/8/6,10,评价音频水印系统的鲁棒性：,相似系数 ： 归一化相关系数(NC) ：,2020/8/6,11,攻击软件及类型,图像： Photoshop 音频攻击软件： lame %提取2级小波分解的低频系数和高频系数 ca2=appcoef(c,l,db1,2); cd2=detcoef(c,l,2); cd1=detcoef(c,l,1);,2020/8/6,13,对上面的

7、每一段音频信号进行三层小波变换,ca3为近似分量 cd3、cd2、cd1为细节分量,2020/8/6,14,量化嵌入,例如音频数据为：量化步长为D=8 27 30 37 49 z=round(x/D); 3 4 5 6 设嵌入水印为 1 0 0 1,2020/8/6,15,量化嵌入,X= 27 30 37 49 %需要量化的数据 Z= 3 4 5 6 %D的倍数（D=8） W=1 0 0 1 %水印值 3*D-D/2,4*8-D/2,5*8+D/2,6*8+D/2,2020/8/6,16,量化嵌入,Z= 3 4 5 6 %D的倍数（D=8） W=1 0 0 1 %水印值 3*D-D/2,4*8

8、-D/2,5*8+D/2,6*8+D/2 找规律 if(mod(Z,2)=W) X1=Z*D-D/2 else X1=Z*D+D/2,2020/8/6,17,嵌入参考代码,%在ca2系数上进行DCT变换 %改进日期2010-9-27 %程序员：赵红 clear; clc; close all; W=imread(flower.bmp); m,n=size(W); %W0为水印图像二维转为一维 W0=W(:); %I为宿主音频 I1=wavread(music.wav); I=I1; %2级小波变换，嵌入在低频，所以取嵌入水印相关部分为水印大小的四倍m*n*4 for i=1:m*n*4 I0(

9、i)=I(i*3-1); end c,l=wavedec(I0,2,db1); %提取2级小波分解的低频系数和高频系数 ca2=appcoef(c,l,db1,2); cd2=detcoef(c,l,2); cd1=detcoef(c,l,1); Da=0.035;%嵌入强度 x=dct2(ca2); for j=1:m*n z(j)=round(x(j)/Da); v(j)=mod(z(j),2); if (W0(j)=v(j) x(j)=z(j)*Da-Da/2; else x(j)=z(j)*Da+Da/2; end end x=idct2(x); c1=x,cd2,cd1; s1=wa

10、verec(c1,l,db1); for i=1:m*n*4 I(i*3-1)=s1(i); end wavwrite(I,44100,wavetext1.wav); save zh Da m n psnrzh(I,I1) snraudio(I,I1),2020/8/6,18,量化提取,20 28 44 52 %d=8 %取上整ceil 3 4 6 7 %奇数为1，偶数为0 1 0 0 1 代码？ mod(ceil(x(j)/Da),2),2020/8/6,19,提取参考代码,%小波域变换% %在ca2系数上进行DCT变换% %改进日期2010-9-27 %程序员：赵红 clear; clc;

11、 close all; load zh;%save zh Da嵌入强度 水印大小m n IW0=wavread(wavetext1.wav); for i=1:4096*4 IW1(i)=IW0(i*3-1); end %小波变换 c,l=wavedec(IW1,2,db1); %提取3级小波分解的低频系数和高频系数 ca2=appcoef(c,l,db1,2); cd2=detcoef(c,l,2); cd1=detcoef(c,l,1); %该算法是盲水印，提取过程无需原始音频， x=dct2(ca2); % for j=1:4096 % W(j)=mod(ceil(x(j)/Da),2); % end W=mod(ceil(x/Da),2) %还原为原来的值