数字音频水印技术的应用及发展方向
科技信息2010年第9期
SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION
0概述
随着计算机网络和通信技术的飞速发展，数字媒体（数字图像、数字视频、数字音频）已得到了广泛的应用，随之而来的数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证等问题也变得日益突出。数字水印是一种可以在开放的网络环境下保护版权和认证来源及完整性的技术，近年来已引起了人们的高度重视。
语音是人们通信和交流的一种最简便、高效的方式，如何在语音信号中嵌入秘密信息以提高秘密信息的安全性，如何在音频信号中嵌入水印信息以保护音频产品的知识产权，这些已经成为越来越被人们关注的话题。音频信息隐藏的提出很好的解决了这些问题。通过在音频载体中嵌入水印信息，可以实现保密通信、拷贝限制、使用跟踪、盗用确认等功能。
数字音频水印是一门新兴的交叉学科，其领域涉及密码学、混沌理论、通信等，在计算机、通信、保密学等领域有着广泛的应用前景。近年来，有关音频数字水印技术的研究工作发展很快。
目前，数字音频水印主要应用在以下几个方面：
1数字音频水印在广播系统中的应用［1］
1．1LSB音频水印在广播节目文件传输系统中的应用
电台文件传输系统主要包含几个方面：
首先是记者外出采访的音频文件回传系统。现在很多音频文件的回传依靠音频文件服务器方式、专用私有协议网络方式和邮件方式等几种，但不管采用哪种方式.其主要目的在于防止其他用户的私自登录、防止黑客攻击和病毒攻击几个方面。如果系统中管理信息或用户登录信息泄露，那么整个系统的安全性将面临巨大的考验我们无法分清所传的音频文件本身是否由真正合法用户提供。所以对音频文件本身的合法性验证也是完善整个系统的一个重要方面。
其次是电台之间的音频文件交换系统。全国电台大部分已经实现前端数字化。各电台之间音频文件的直接交换越来越频繁。如何保证电台音频文件交换系统数据本身的安全和版权问题也是当前关心的重要问题。数字音频水印技术能够很好地满足上述要求，我们可以在传送之前利用LSB水印处理技术将所需要传送的音频。
文件进行水印处理添加用户识别码节目标识(作者名称、节目名称、出版单位)等同时利用私有密钥进行水印加密处理。在接收方对所收到的音频文件首先利用密钥进行解密处理验证用户的合法性。由于在水印的添加过程中已经包含了节目标识所以增加了版权的验证性。对于无法识别或提取不到水印的音频文件我们可以认为是不合法文件，或者是文件受到了恶意破坏。而且LSB本身的算法比较简单，对音频的保真性也较好，同时在文件传输系统中其传输通道的性能较好对水印的鲁棒性要求几乎没有所以也最适合用于文件传输系统。
1．2扩展频谱水印在广播节目监测系统中的应用
广告客户(简称客户}将广告投放于广播电台，如何保证客户的广告在每天规定的时间段播出并保证播出的次数是他们非常关心的问题。为了解决这个问题我们引入在每条广告音频中嵌入数字音频水印的方法，即将每条广告音频文件在制作完成后嵌入包含用户识别码和广告识别号的数字水印。这些水印随着广告一起播出和发射，同时在电台内部安装一台数字音频水印检测设备，通过接收广播开路信号并从开路信号中检测出所有广告的水印信息按照水印信息中的广告用户识别码和广告识别号。对广告进行分类统计并形成数据库文件用于网上发布和查询。客户或代理公司想查询自己所有广告的播出状况，可以通过网络进行实时查询.这样就可以知道每条广告实际播出的信息(包括播出时间和次数)广播节目的监测除了通常的质量监测之外，还应该包含节目本身合法性监测。合法监测主要分为两种：一种是异地代为发射的节目监测，大部分是将本台的节目传送到异地由异地发射机代为发射。这种监测主要是防止异地插播自己本地的节目和广告。另外一种是防止非法攻击的监测，这种监测主要是为了安全播出。不管是什么样的监测都是对节目本身进行身份验证确信接收到的信号是本台实际传送的信号。也可以称为节目版权认证。而水印技术的最大特点就是进行版权认证，我们可以对传送的节目进行分段或分节目实时顺序添加鲁棒性水印而全国电台大部分已经实现数字化。音频信号最前端主要来源于数宇音频文件，我们也可以对这些文件进行添加鲁棒性数字水印。在发射地或可接收地安装数字水印接收检测设备可以很方便地检测出这些水印信息以此来验证节目本身的合法性。由于在水印的嵌入和提取过程中均需要密钥处理，对其他人而言，密钥本身是保密的。所以即使知道水印的添加算法，对音频水印本身而言也是绝对安全的。
2数字音频防伪水印的三种使用情况［2］
2．1数字版权管理
内容提供商可以在音频流中插入数据，来说明用户对内容有哪些使用权。这些数据包括：用户可以播放音频的时间段；用户可以在哪些设备上播放音频；用户是否可以将音频复制到其它介质（如刻录到CD）等等。在这种情况下，内容提供商需要提供并强制使用适用于所标记内容的媒体播放器，而播放器需要读取该标记并进行相应的操作。这种情况也为用户毁掉防伪水印提供了最多的机会，而用户也最可能有这样的动机，因为同一音频剪辑的各副本必须包含针对不同用户的不同标记，这使得对防伪水印的合谋攻击变得相对简单。
2．2司法
内容提供商可以在音频流中插入数据，用于识别下载用户、发行商和下载点等。由此，内容提供商可以从以后发现的任何盗版中提取这一信息，利用这一信息可以对盗版者进行追捕和起诉。大多数情况下，这一内嵌的独家信息不必对每个用户都是唯一的，这减少了特殊的音频剪辑的唯一标记的数量，从而也就降低了合谋攻击的可能性。2．3元数据
内容提供商可以在音频流中插入数据，用来方便地识别送往外部元数据提供商的剪辑。或者，内容提供商也可以将元数据本身插在音频文件中。无论使用哪种标记方法，用户必须使用能够提取标记信息并正常显示这一信息的媒体播放器，才能播放内容。这种情况下，用户清除防伪水印的动机很小，所以与前两种用途相比，这里标记的安全性就不那么重要了。因此，内容提供商为了增加数据容量可以选择牺牲一些安全稳健性。
数字音频水印技术的应用及发展方向
段晓霞
（廊坊师范学院河北廊坊065000）
【摘要】简述了数字音频水印技术产生的背景，着重介绍了音频数字水印技术的几种主要应用。讨论了数字音频水印的发展方向，表明了它广阔的应用前景。
【关键词】音频水印；广播系统；版权保护；保密通信
The Applications and Development Direction of Digital Audio Watermark Technique
DUAN Xiao-xia
(L angfang T eachers’C ollege，L angfang Hebei，065000)
【Abstract】This paper discusses the backdrop of audio watermark Technology simply,and it introduces several primary applications of audio watermark Technology.It discusses development direction of audio watermark,and it indicates it’s widest foreground.
【Key words】A udio watermark；B roadcasting system；C opyright protection；S ecret communications
○IT论坛○
469
科技信息
SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION
2010年第9期●
科
●
3数字音频水印在保密通信方面的应用
利用音频信息隐藏技术，可以将需要传递的秘密信息嵌入到允许公开的数字音频作品之中，以载体音频作为隐蔽虚拟信道传输保密语音，是一条有效保障语音通信安全的新途径。
军事和安全部门需要不被入侵和破坏的掩蔽通信信道。在现代战争中，即使秘密内容被加密编码，对信号的检测及定位也会很快导致对信号发送装置的攻击。基于这种原因，军事通信可利用信息隐藏技术使得通信不被敌方检测和干扰。
杨义先,钮心忻等人在应用于普通PSTN 网络的伪装式保密电话的研究和开发方面，做了大量的工作。提出了基于伪装式信息隐藏安全技术的信息隐藏电话系统的研究和实现方法，在不影响人们注意的普通通话时，建立一条隐秘信道将保密语音顺利传递到接收方，从而保证普通电话通信的安全。系统使用的核心算法是基于量化编码技术的声音隐藏算法。
北大方正公司开始致力于利用信息隐藏技术的分支———数字水印技术实现网络电视中视频节目的版权保护。而利用音频点播平台提供保密语音安全传输通道的研究还未曾有过报导。
音频水印技术在保密通信方面的应用，主要应用于军事，但正在朝着民用化方向发展。目前，有些公司已经研究出能够隐藏通话语音的保密通信方法和装置，将需要保密传输的语音隐藏在公开传输的语音中。
4使用控制［3］
在多媒体发行体系中，人们希望有一种拷贝保护机制，即不允许未授权的媒体拷贝。一个典型的例子是DVD 防拷贝系统，即将水印信息加入DVD 数据中。一个符合要求的DVD 播放器不允许播放或拷贝带有“禁止拷贝”的水印数据，而带有“一次拷贝”水印的数据可以被拷贝一次，但不允许从该拷贝再进一步拷贝。现今世界各大知名公司如IBM 、NEC 、SONY 、PHILIPS 等，都在加速数字水印技术的研制和完善。
5音频数字水印技术的发展方向
目前，国内外主要是对音频水印技术的研究，大多都只是处于算
法研究和试验的阶段，真正用于实际的较少，以下是音频水印的几个发展方向：
5．1现有的音频水印嵌入算法，大部分都是在单声道音频信号中嵌入水印。但是现实生活中的音频信号大多数都是双声道的，因此如何在双声道的音频信号中嵌入水印信息，将是今后的一个研究方向。5．2对零水印算法的研究。现有的水印嵌入算法都要改变媒体信号的某些参数，这样势必导致媒体质量的下降，同时水印的嵌入量也受到限制。零水印算法的思想是利用宿主媒体信息的重要特征构造可唯一识别的水印。零水印的最大特点是不改变原媒体的任何数据，因此不存在媒体质量下降和水印嵌入量受限等问题。
5．3对多重水印算法的研究。目前大多数的数字水印算法只具备版权保护或内容认证的其中一项功能。但是在一些应用领域，可能要用水印实现多个目的，因此需要在一份多媒体的内容中嵌入多种水印。5．4现在互联网上音频大多是MP3格式的，所以抗MP3压缩也是音频水印的一个重要的研究方向。
5．5在视频信号里嵌入水印也是一个重要的发展方向。
除此之外，还存在音频信号的同步等问题。
尽管数字音频水印技术还有这样或那样的问题，但是仍然有着广泛的应用前景。从研究意义来看，对它的研究具有重要的学术、经济和军事价值。一方面，它将促进多媒体技术、网络技术、通信技术、信息处理技术等多门新兴技术的有机结合，促进多媒体网络的进一步繁荣；另一方面，它将有助于多媒体信息版权保护及其版权冲突问题的解决。同时，它将促进隐蔽通信技术、信息安全技术的提高。【参考文献】
［1］范满平.数字音频水印技术及其在广播系统中的应用.数字版权技术，2007，9.［2］https://www.wendangku.net/doc/2b14085361.html,/china/CRD/intellectualproperty/Technology_View.aspx?id=32.
［3］韩冰.音频数字水印技术研究.湖南大学硕士学位论文，2006，3：12.
作者简介：段晓霞（1980．2—），女，廊坊师范学院教师，研究方向为弱电场通信。
［责任编辑：张慧］
（上接第465页）的工作时间。同时业发现两点问题：首先，小儿科凌晨的病人接待量明显高于其它科室，仅次于上午和下午时段，如果累加上晚间时段的病人接待量小儿科夜间的接待病人人数较多，这与小儿发病多在夜间甚至后半夜有关，故提出增加小儿科夜班医护工作人员的建议；其次，也可以看到口腔科凌晨的接待量为零，病人大部分集中在了上午和下午的正常工作时段，这与口腔整形科所面对的病人大多需要与主治医生提前预约，并且疾病本身发作特征有关，故提出可以安排口腔科医护工作人员大部分上正常白班，并合理安排预约流程及时间的决策建议。
从图3所显示的口腔科、烧伤整形科、消化内科、心血管内科四个科室病人年龄结果挖掘结果中可以发现以下问题：
（1）口腔科病人年龄段主要集中在童年和老年，尤其是童年。这与日常观察的结果相吻合，儿童由于牙齿发育未健全，加之不合理的饮食和口腔卫生习惯患口腔疾病人数较多。老年人由于身体衰老、钙质流失也是口腔疾病的高危人群。
（2）烧伤整形科病人年龄段则多分布在青年和中年，童年次之。抽样比对病人职业等信息后发现：青年和中年人烧伤病高发的主要原因多是由于工作中的意外事故所致，尤其是工厂一线工人人数较多。童年年龄段的发病人数较多的原因分析了其具体就诊时间，发现其多集中在冬季，尤以春节前后，这与冬季人们取暖和春节燃放烟花爆竹有关。同时也发现患烧伤疾病的儿童大多数来自农村或贫困家庭，其中又以留守儿童为主，这主要是由于农村及贫困家庭经济条件相对较差，大人对小孩的照顾不周所导致。
针对这些问题，提出如下决策建议：增强全社会的安全生产意识，尤其是涉及高温、高压、剧毒等行业；加强冬季取暖设备的安检，严格
管理烟花爆竹，做到规范燃放；努力提高农村及贫困人民生活质量，着重解决好留守儿童的生活。
（3）分析心血管内科病人的主要年龄段数据，发现多为中、老年人，其中中年人发病人数高过老年人人数与日常观察并不一致，经过仔细深入分析后发现产生这种现象的主要原因是：人们日常生活不规律，暴饮暴食，高脂肪类食物摄入过多，过量饮酒，缺乏体育锻炼，加之中年人多认为自己正值身体素质高峰期，忽略了日常保健，以致心血管疾病的发病年龄年轻化。
故在此建议人们应注重改善日常饮食结构，避免暴饮暴食，不要过量饮酒，并加强体育锻炼。
3结论
本文采用Analysis Manager 数据挖掘工具对甘肃省人民医院的五大科室的病人流量进行了挖掘分析，发现了存在的一些问题，并有针对性地提出了决策建议，促进了医院的发展改革，今后将尝试更多数据挖掘在HIS 系统中的应用。【参考文献】
［1］韩方敏，毛宗惠．利用医院信息系统深化药事管理[J].齐鲁药事，2009，05.
［2］陈广,王强,陈景武.数据挖掘及其在医学上的应用[J].数理医药学杂志,2007,
(04).
［3］付阶辉,赵林度.数据挖掘技术在HIS 中的应用[J].东南大学学报,2002,(02)．
［责任编辑：王静］
科
●
○IT 论坛○470
数字水印技术及其应用综述3上课讲义
数字水印技术及其应 用综述3
数字水印技术及其应用综述 随着Internet 网络的快速发展, 越来越多的多媒体数字产品（包括图像、音频、视频等形式的产品）在网络上发布, 人们可以非常方便快捷地从网络上获取数字多媒体产品, 因此,数字多媒体的信息安全、版权保护和完整性认证问题就成为迫切需要解决的一个重要问题。数水印( digital watermarking)技术是目前信息安全技术领域的一个新方向, 是一种可以在开放网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新型技术, 它在篡改鉴定、数据的分级访问、数据跟踪和检测、商业和视频广播、Internet 数字媒体的服务付费、电子商务认证鉴定等方面具有十分广阔的应用前景。自1993 年以来, 该技术己经引起人们的浓厚兴趣, 并日益成为国际上非常活跃的研究领域, 受到国际学术界和企业界的高度关注, 而且数字水印技术是一门新兴的多学科交叉的应用技术, 它涉及了不同学科领域的思想和理论, 如信号处理、信息论、编码理论、密码学、检测理论、随机理论、通信理论、对策论、计算机科学及网络技术、算法设计等技术。因此, 数字水印技术的研究无论是从理论上还是从应用上都具有重要意义。 1 数字水印的特点、分类及其应用 1.1 数字水印的基本特点 数字水印的基本思想是在数字图像、音频和视频等多媒体数字产品中嵌入秘密信息, 以保护数字产品的版权,证明产品的真实性, 跟踪盗版行为或提供产品的附加信息等。数字水印系统通常具有下列几方面的特点： （1）鲁棒性即图像水印抵抗常见图像处理操作的能力, 也就是说含水印图像经历无意修改而保留水印信息的能力。一般说来, 当含水印图像经过一些基本处理（如噪声滤波、平滑、增强、有损压缩, 平移、旋转、缩放和裁剪等）后, 仍可检测出水印。 （2）透明性即不可见性, 水印的存在不应明显干扰载体的图像数据, 数字水印的嵌入不应使得原始数据发生可感知的改变, 也不能使得载体数据在质量上发生可以感觉到的失真。 （3）安全性水印算法抵抗恶意攻击的能力。即它必须能承受一定程度的人为攻击, 而使水印信息不会被删除、破坏或窃取。应该保证非授权用户无法检测或破坏水印。数字水印应该难以被伪造或者加工,并且, 未经授权的个体不得阅读和修改水印, 理想情况是未经授权的客户将不能检测到产品中是否有水印存在。 （4）数据容量水印应该包含相当的数据容量,以满足多样化的需要。 （5）可证明性在实际的应用过程 1.2 数字水印的分类 （1）依据所嵌入的载体不同, 可分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印和网络水印等。
语音信号数字水印技术
数字信号处理课程设计报告 题目：语音信号水印技术系统设计 系（院）: 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 学年学期: 2013 ~ 2014 学年第学期 2013年月日
摘要 随着网络和信息技术的发展，越来越多的数字多媒体信息通过网络进行传播，与传统的模拟媒体相比，数字媒体产品的编辑、复制和传播都很方便，它一方面促进了社会的进步与发展，另一方面正是这些优点突出了版权问题。由于数字多媒体信息很容易被未经授权的用户复制，且采用传统密码方法加密，不能完全解决盗版问题。 数字水印技术正是应运而生的信息隐藏技术，它通过特定的水印算法把版权信息嵌入在数字产品中，被嵌入的可以是一段文字、标识、序列号等等，人们无法从表面上感知水印的存在，只有专用的检测仪器或计算机软件才可以检测出隐藏的数字水印，从而达到了保护数字作品的所有者利益的目的，并促进了数字产品的开发与使用。在数字产品中，音频数据产品的版权保护也显得越来越重要，因为随着数字化音像制品和音乐制品的大量制作与发行，一个令人关注的突出问题是网上下载音乐对传统CD 业的巨大冲击。音频水印技术主要利用了人类听觉模型，在不影响音频信号质量的前提下，将水印信息隐藏在人耳不能感知的位置，来隐藏水印数据。本文主要研究语音信号水印技术，利用小波变换的优点和特性对音频信号嵌入水印，并提取。使嵌入水印音频想好具有良好的安全性，鲁棒性和不可感知性。 关键词数字水印嵌入提取小波变换
目录 1 课题综述 (1) 1.1 数字水印技术的介绍 (1) 1.2 数字水印设计原理 (2) 2 系统分析与设计 (3) 2.1 涉及基础知识 (3) 2.2 算法的流程图 (5) 2.3 算法实现 (5) 3 代码编写 (7) 3.1 主要代码 (7) 3.2 程序调试 (10) 3.3 程序运行与测试 (10) 结论 (14) 致谢 (16) 参考文献 (17)
浅谈数字水印技术
浅谈数字水印技术 近几年， 许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线， 尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密，并将该技术用于制作多媒体 的“数字水印”。数字水印技术是将一些标识信息即数字水印直接嵌入数字载体包括多媒体、文档、软件等当中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统如视觉或听觉系统觉察或注意到。人们通过隐藏在多媒体内容中的信息，能够了解到内容的原创者、内容的购买者、是否为正版、是否完整。 一般数字水印系统的通用模型包括嵌入和检测（提取）两个阶段。数字水印的嵌入阶段，嵌入算法的嵌入目标是使数字水印在不可见性和鲁棒性之间找到一个较好的折衷点。检测（提取）阶段主要是设计一个相应于嵌入过程的检测（提取）算法。检测算法一般是以基于统计原理的检验结果来判断水印存在与否，它的目标是使错判与漏判的概率尽量小。提取算法通过提取出水印（如字符串或图标等）并与原始水印进行比较以判断水印是否存在。并且，为了给攻击者增加去除水印的难度，目前大多数水印制作方案都在嵌入、检测（提取）时采用了密钥，只有掌握密钥的人才能读出水印。 （1）水印嵌入系统 其功能是把水印信息嵌入到原始图像中，为了能成功地提取水印信号，算法必须使水印对故意或非故意的袭击和失真（相当于信道噪声）具有鲁棒性。 （2）水印的恢复系统 其功能是完成从待检测图像中提取出水印信号。图2 描述了一般的水印恢复过程，其中置信度表明了所考察图像I′ 存在水印的可能性。
图2 数字水印恢复方案 1 数字水印的特点 数字水印应具有以下基本特征：（1）隐蔽性。指水印不可被察觉，不影响媒体产品的使用。（2）鲁棒性。指嵌入水印的图像在经受一定程度的各种有意或无意的图像处理攻击，水印仍能被检测出来。在某种程度上鲁棒性可以反映水印技术的抗干扰能力。（3）安全性。数字水印技术应该使用一个或多个密钥来确保自身的安全，未经授权，用户不能检测出隐藏在原始数据中的水印信息。（4）水印容量：是指载体在不发生形变的前提下可嵌入的水印信息量。嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息，或购买者的序列号，这样有利于解决版权纠纷，保护数字产权合法拥有者的利益。尤其是隐蔽通信领域的特殊性，对水印的容量需求很大。 2 数字水印的应用 数字水印技术作为数字产品的保护技术，主要应用在这几个方面：（1）版权保护 版权保护：指的是多媒体数据产品的拥有者在公开发表自己的数据产品之前将会对数据产品嵌入隐秘的数字水印。在该多媒体数据产品遇到版权纠纷问题的时候，多媒体数据产品的拥有者就可以使用水印检测算法检测水印，以证明自己的版权归属。数字作品的版权保护是当前的热点问题，由于数字作品的拷贝、修改非常容易，因此原创者不得不加上损害作品的版权标志。数字水印利用其不可感知性，既保证了质量，又保护了数字作品。 （2）数字指纹 多媒体数据产品的拥有者可以在其产品拷贝中嵌入数字指纹，这样可以
数字水印技术：概念、应用及现状
数字水印技术：概念、应用及现状 一、引言 随着信息时代的到来，特别是Internet的普及，信息的安全保护问题日益突出。当前的信息安全技术基本上都以密码学理论为基础，无论采用传统的密钥系统还是公钥系统，其保护方式都是控制文件的存取，即将文件加密成密文，使非法用户不能解读。但随着计算机处理能力的快速提高，这种通过不断增加密钥长度来提高系统秘密级别的方法变得越来越不安全。 另一方面，多媒体技术已被广泛应用，需要进行加密、认证和版权保护的声像数据也越来越多。数字化的声像数据从本质上说就是数字信号，如果对这类数据也采用密码加密方式，则其本身的信号属性就被忽略了。最近几年，许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线，尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密，并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。 二、认识数字水印 数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。 数字水印技术的基本特性: 1. 鲁棒性(robustness)：所谓鲁棒性是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后，数字水印仍能保持完整性或仍能被准确鉴别。可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。 2.安全性(security):指隐藏算法有较强的抗攻击能力，即它必须能够承受一定程度的人为攻击，而使隐藏信息不会被破坏。 3.透明性(invisibility):利用人类视觉系统或人类听觉系统属性，经过一系列隐藏处理，使目标数据没有明显的降质现象，而隐藏的数据却无法人为地看见或听见。 ***典型的数字水印系统模型： 图 1为水印信号嵌入模型，其功能是完成将水印信号加入原始数据中；图 2为水印信号检测模型，用以判断某一数据中是否含有指定的水印信号。
基于MATLAB的数字音频水印技术程序
基于MATLAB的数字音频水印技术****************************水印生成程序**************************** %读取声音文件 FILE='D:\audio\in\1.wav'; [y,Fs,bits]=wavread(FILE); %绘制出原始声音信号图 figure(1); subplot(3,1,1);plot(y); %用db4小波对读入的声音文件进行3级小波分解 [c,l]=wavedec(y,3,'db4'); %提取3级小波分解的低频系数和高频系数 ca3=appcoef(c,l,'db4',3); cd3=detcoef(c,l,3); cd2=detcoef(c,l,2); cd1=detcoef(c,l,1); x=ca3; lx=length(x); subplot(3,1,2);plot(x); s=max(abs(x))*0.2; i=find(abs(x)>s); %插入位置 lx=length(x(i)); %产生水印信号,sin mark=[0.001:0.001:7.901]; mm=[0.01:0.01:79.01]; mark=sin(mm); randn('seed',10); mark=randn(1,lx); figure(2); subplot(3,1,1);plot(mark); ss=mark; rr=ss*0.02; %水印信号嵌入 x(i)=x(i).*(1+rr'); %小波重构，生成加入了水印信号的声音信号 c1=[x',cd3',cd2',cd1']; s1=waverec(c1,l,'db4'); figure(1);
数字水印基本原理
介绍了数字水印技术的基本原理 随着信息技术和计算机网络的飞速发展，人们不但可以通过互联网和CD-ROM方便快捷地获得多媒体信息，还可以得到与原始数据完全相同的复制品，由此引发的盗版问题和版权纷争已成为日益严重的社会问题。因此，数字多媒体产品的水印处理技术已经成为近年来研究的热点领域之一。 虽然数字水印技术近几年得到长足发展，但方向主要集中于静止图像。由于包括时间域掩蔽效应等特性在内的更为精确的人眼视觉模型尚未完全建立，视频水印技术的发展滞后于静止图像水印技术。另一方面，由于针对视频水印的特殊攻击形式的出现，为视频水印提出了一些区别于静止图像水印的独特要求。 本文分析了MPEG—4视频结构的特点，提出了一种基于扩展频谱的视频数字水印改进方案，并给出了应用实例。 1视频数字水印技术简介 1.1数字水印技术介绍 数字水印技术通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中，但不影响原内容的价值和使用，并且不能被人的感知系统觉察或
注意到。与传统的加密技术不同，数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生，但可以判别对象是否受到保护，监视被保护数据的传播，鉴别真伪，解决版权纠纷并为法庭提供认证证据。为了给攻击者增加去除水印的难度，目前大多数水印制作方案都采用密码学中的加密体系来加强，在水印嵌入、提取时采用一种密钥，甚至几种密钥联合使用。水印嵌入和提取的一般方法如图1所示。 1.2视频数字水印设计应考虑的几个方面 水印容量：嵌入的水印信息必须足以标识多媒体内容的购买者或所有者。 不可察觉性：嵌入在视频数据中的数字水印应该不可见或不可察 觉。 鲁棒性？押在不明显降低视频质量的条件下，水印很难除去。 盲检测：水印检测时不需要原始视频，因为保存所有的原始视频几乎是不可能的。 篡改提示：当多媒体内容发生改变时，通过水印提取算法，能够敏感地检测到原始数据是否被篡改。 1.3视频数字水印方案选择 通过分析现有的数字视频编解码系统，可以将目前MPEG-4视频水印的
音频数字水印报告+matlab程序
音频数字水印 目录 1课题背景与现状 (2) 2研究的目的和意义 (4) 3方案设计和实施计划 (8) 4研究的主要内容 (10) 5创新点和结论 (10) 6成果的应用前景 (11) 7附录：个人工作总结 ................................................................................................ 错误！未定义书签。
1课题背景与现状 数字时代的到来，多媒体数字世界丰富多彩，数字产品几乎影响到每一个人的日常生活。信息媒体的数字化为信息的存取提供了极大的便利，同时也显著地提高了信息表达的效率和准确度。计算机网络通信技术特别是互联网的蓬勃发展，使得数据的交换和传输变成了一个相对简单且快捷的过程。人们借助于计算机、数字扫描仪、打印机等电子设备可以方便、迅速地将数字信息传达到世界各地，在国际互联网上发布自己的作品，传递重要的信息，进行各种学术交流和电子商务活动等等。如何保护这些与我们息息相关的数字产品，如版权保护、信息安全、数据认证以及访问控制等等，已受到日益重视并变得迫切需要了，因此数字水印在今天的计算机和互联网时代大有可为。 数字水印技术是近十年才发展起来的，它是信息隐藏学的一个分支。随着国内信息化程度的提高和电子商务逐渐走向实用，数字水印技术将会拥有更加广阔的应用前景。鉴于信息隐藏与数字水印技术的应用前景，众多知名研究机构如麻省理工学院的多媒体实验室、剑桥大学的多媒体实验室、IBM数字实验室、日立、NEC、SONY，PHILIPS、微软等都加入到信息隐藏和数字水印技术的研究和应用并取得了一定的成果。1996年5月，第一届国际信息隐藏学术研讨会(CIHW)在英国剑桥牛顿研究所召开，至今该研讨会已举办了四届。另外，在IEEE
数字水印技术及其应用(精)
数字水印技术及其应用 引言 随着计算机通信技术的迅速发展，多媒体存储和传输技术的进步使存储和传输数字化信息成为可能，然而，这也使盗版者能以低廉的成本复制及传播未经授权的数字产品内容，出于对利益的考虑，数字产品的版权所有者迫切需要解决知识产权（Intellectual Property Rights）的保护问题。密码学的加解密技术是保护数字产品的一种方法，它能够保护数字产品安全传输，并可作为存取控制和征收费用的手段，但它不能保证数字产品解密后的盗版问题，因此，1995年，人们提出了信息伪装技术，其中，数字水印就是近年来比较热门的数字产权保护技术，下面我们主要谈谈数字水印技术的有关问题。 数字水印的定义 综合众多学者的定义和分析已有的数字水印方案，现给出数字水印的定义：数字水印是永久镶嵌在其它数据（宿主数据）中具有可鉴别性的数字信号或模式，而且并不影响宿主数据的可用性。作为数字水印技术基本上应当满足下面几个方面的要求：（1）安全性：数字水印的信息应是安全的，难以篡改或伪造，同时，应当有较低的误检测率，当宿主内容发生变法时，数字水印应当发生变化，从而可以检测原始数据的变更；（2）隐蔽性：数字水印应是不可知觉的，而且应不影响被保护数据的正常使用；（3）稳健性：数字水印必须难以被除去，如果只知道部分数字水印信息，那么试图除去或破坏数字水印将导致严重降质或不可用。同时，数字水印在一般信号处理和几何变换中应具有稳健性；（4）水印容量：嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息，或购买者的序列号，这样有利于解决版权纠纷，保护数字产权合法拥有者的利益。 3 数字水印技术的基本原理 数字水印技术是通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌到多媒体内容中，目前大多数水印制作方案都采用密码学中的加密（包括公开密钥、私有密钥）体系来加强，在水印的嵌入，提取时采用一种密钥，甚至几种密钥的联合使用。水印的嵌入和提取方法如图1、图2所示： 图1 数字水印嵌入过程
基于小波分析的音频数字水印技术研究
广东工业大学 硕士学位论文 基于小波分析的音频数字水印技术研究 姓名：温洁嫦 申请学位级别：硕士 专业：软件工程 指导教师：凌捷;李伯基 20050501
摘要 随着多媒体技术及网络技术的飞速发展，人们对数字产品的获取极为迅捷方便，但是这些数字产品的原创者的版权与经济利益如何得到保障？数字产品是否安全、可信？围绕这一问题，近几年国际上提出了一种新的有效的数字产品版权保护和安全性维护的新技术——数字水印（Ｄｉｇｉｔａｌｗａｔｅｒｍａｒｋ）技术。 在数字产品中，音频数据产品的版权保护也显得越来越重要，因为随着数字化音像制品和音乐制品的大量制作与发行，一个令人关注的突出问题是网上下载音乐对传统ｃＤ业的邑大冲击。音频数字水印技术是一种在开放的网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新技术，通过在合法产品中嵌入水印，以达到阻止在非法装置上播放及控制复制的目的。 本文首先回顾了数字水印技术的发展历史，介绍了数字水印的一些基本问题，归纳了数字水印系统的基本框架。 然后重点分析了音频数字水印技术，按照“经典的音频数字水印技术”、“变换域的音频数字水印技术”和“压缩域的音频数字水印技术”这三大类进行了分析、对比和总结。 随后，介绍了小波变换思想，总结了小波变换域的音频数字水印方案，并提出了一种改进的基于小波变换的音频数字水印算法，该算法具有良好的鲁棒性，并且嵌入水印后的音频信号没有引起人耳所感知到的品质变化。算法能抵抗常见的信号处理和音频压缩编码。 沧文最后讨论了音频数字水印技术进一步的研究方向。 关键词：音频数字水印；小波变换；低频系数
ＡＢＳＴＲＡＣＴ ＤｉｇｉｔａｌｐｒｏｄｕｃｔｓａｒｃｏｂｔａｉｎｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｅａｓｉｌｙａｎｄｃｏｎＶｅｎｉｅｎｔｌｙｗｉｍｔｈｅ ｒ印ｉｄｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｉｍｅｍｅｔ趾ｄｍｕｌｔｉｍｅｄｉａｔｅｃｌｌｎ０１０９ｙｌＷｈｅｒｃａＳｈｏｗｔｏｐｒｏｔｅｃｔ山ｅ ｃｏｐｙｒｉｇｈｔａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｍｏｆⅡ１ｅａｕｔｌｌｏｒｓｈｉｐｏｆｄｉｇｉｔａｌｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｓｅｃｌｌｒｅｏｒｃｒｅｄｉｂｌｅ？Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ａｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｎａｍｅｄｄｉｇｉｔａｌｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇｉｓｐｒｃｓｅＤｔｅｄｔｏｐｒｏｔｅｃｔ也ｅｃｏｐｙｒｉｇｈｔａｎｄｓａｆｅｔｙｏｆｄｉｇｉｔａｌｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｏｆｄｉｇｉｔａｌａｕｄｉｏｐｍｄｕｃｔｓｈａｓｂｅｅｎｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｗｉｎｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｄ噜ｉｔａｌａｕｄｉｏｐｒｏｄｕｃｔｓ，ａｎｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｉｓｔｈｅｉ加ｐｉｎｇｅｍｅｎｔｏｆｍｕｓｉｃｄｏｗｎｌｏａｄｅｄｆｒｏｍｎｅｔＷｏｒｋｏｎ仃ａｄｉｔｉｏｎａ】Ｃｏ瑚ｐａｃｔＤｉｓｃｉｎｄｕｓｎｙＡｕｄｉｏｄｉｇｉｔａｌｗａｔｅ丌ｎａｒｋｉｎｇｉｓａｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｐｍｔｅｃｔｃｏｐｙｒｉｇｈｔａｎｄａｃｃｏＩｎｐｌｉｓｈａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅ掣崎ｉｎ叩ｅｎｎｅ觚ｏｒｋｓ． Ｉ且ｍｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｎｒｓｔｌｙｗｅｒｅＶｉｅｗｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｈｉｓｔｏｒｙｏｆｄ远ｉｔａｌｗａｔｅｎｎａｒｋ，ｉｎｔｒｏｄｌｌｃｅｓｏｍｅｂａｓｉｃｉｓｓｕｅｓａｎｄｃｏｎｃｌｕｄｅｍｅ疗锄ｅｗｏｒｋｏｆｅｍｂｅｄｄｉｎｇａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅｎ，ｉｎＣｈａｐｔｅｒ３，ｗｅｅｍｐｈａｓｉｚｅｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇａｕｄｉｏｄｉ垂协１ｗａｔｅｒｒｎａｒｋｉｎｇ．Ｃｌａｓｓｉｃａｌａｕｄｉｏｄｉｇｉｔａｌｗａｔｅ瑚ａｒｋ，ａｕｄｉｏｄｉｇｉｔａｌｗａｔｅｎｎａｒｋｂａｓｅｄｏⅡｔｒａｎｓｆｏｎｌｌｄｏｍａｉｎａｎｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｄｏｍａｉｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄｓｍｎ眦ｒｉｚｅｄ． ｗａｖｅｌｅｔ咖ｓｆｏ咖ｉｓｉｎ打ｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｍｅＮｅｘｔ，ｉｎＣｈａｐｔｅｒ４，ｔｈｅｉｄｅａｏｆ ｗａｖｅｌｅｔ－ｂａｓｅｄａｕｄｉｏｄｉ西ｔａｌｗａｔｅｒｍａｒ咖ｇｓｃｈｅｍｅｓａｒｅｓｍｎｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｎａｎ ｗａｖｅｌｅｔ姐ｎｓｆ０Ｈｎｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｕｄｉｏｄｉｇｉｔａｌｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅ廿ｌａｔ出ｅａｋ喊ｔｈｍｈａｓｇｏｏｄｉｎＶｉｓｉｂｍｔｙａｎｄｒｏｂｕｓｍｅｓｓａｎｄｃａｎｒｅｓｉｓｔｆｈＩｎｉｌｉａｒｓｉ萨ａ１ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａＤｄａｕｄｉｏ舶ｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｅｎｃｏｄｉｎｇ Ｆｉｎａｌ】ｙｆｕｔｕｒｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｆｏｒｍｅｓｔｕｄｙａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． ＫＥＹｗｏＲＤＳ：Ａｕｄｉｏｄｉｇｉｔａｌｗａｔｅｍａｒ岫ｎｇ；Ｗａｖｅｌｅｔ廿ａｎｓｆｏｒｍ；Ｃｏｅ硒ｃｉｅｎｔｓｏｆｌｏｗ缸＿ｃｑｕｅｎｃｙ
数字水印技术概论
数字水印技术概论 【摘要】本文就数字水印科学保护技术展开探讨，通过原理定义论述、领域背景介绍与应用探讨，明晰了技术核心应用价值。对促进数字水印技术的继续深化拓展，发挥对电子信息相关数据产品的可靠安全保护职能，有积极有效的促进作用。 【关键词】数字水印;应用;保护 0.前言 信息时代，各类信息化数字技术扩充发展，针对丰富数字信息的安全保护需求也日益扩充。基于数字文档可方便快捷的复制、篡改与盗取，因而令其产权保护面临一定困难。同时数字图像具有一定适应性特征，可供用户任意设计更新并为己所用。为此应科学探究一种良好的数据可靠加密保护技术，进而有效应对不良信息篡改、窃取、盗用问题。本文基于这一目标引入水印数字技术探讨，该技术通过印记图形加密有效保护版权信息，形成印记图形同原始保持一致，基于一定标准形成水印图像，进而探究非法复制信息、相关违规产品的不良流通应用。该技术核心特征在于潜入模式，是通过视觉设想推理阐释实效的科学方式。 1.数字水印技术概述 1.1数字水印技术原理内涵 数字水印技术是一类进行数据产品安全保护、信息内容科学检测，通过嵌入模式将相关序列代码或用户定义标识引入信息中，并可基于相关算法进行水印提取，进而实施保护信息版权检验的科学技术方式。可有效维护产权人享有的产品版权利益，杜绝非法盗版问题。数字水印技术所保护的对象可以是媒体，数据文档、工具软件、视频音频资料、信息图像等丰富内容，包括生成水印、相关嵌入过程、综合信息测试与提取水印等实践环节。 数字水印核心原理在于通过针对宿主进行标识信息嵌入形成水印，令其具备无法感知的良好属性，进而确保信息数据安全性。同时需要遵循相应感知规则，令水印信息具有充分冗余性，即可通过分段数据实现恢复。 1.2数字水印具体类别 数字水印基于出发点各异性，令其种类划分各不相同，并体现了一定的联系渗透属性。依据水印特征，可将其划分成健壮与脆弱水印。前者可服务于数字作品资源中进行著作权相应表述，通过水印嵌入可满足综合编辑实践需求。后者则可实现数据完整统一保护，基于对更新信号的敏锐反映性，可依据其水印状况进行数据信息安全程度分析判别。依据水印媒体，可将其分为图像、视频、音频水印、文本与网格水印形式。而基于检测流程，数字水印则包括明文与盲水印等。前者检测进程要利用原始信息，后者则应利用密钥。 基于水印不同内容，可将数字水印定义为有意义以及无意义形式。前者即水印自身同时代表数字图像或音频数据编码，而后者则仅仅代表序列号。 1.3数字水印技术服务应用领域 数字水印技术基于优质属性、科学原理，在数字化、信息化社会建设与市场经济发展中体现了较大的应用潜能，可在电子商务领域、多媒体技术服务、广播媒介中发挥综合优势。数字水印技术具备良好的版权保护功能，基于来源信息与版权内容嵌入，有效预防不良侵权行为，体现良好安全的版权保护能效，当然其实践应用对数字水印提出了显著的鲁棒性要求。同时，数字水印技术科有效实现
同步音频水印算法的实现
第28卷 第4期 吉首大学学报(自然科学版)Vol.28 No.4 2007年7月J ournal of J ishou University(Natural Science Edi ti on)Jul.2007 文章编号:1007-2985(2007)04-0074-04 同步音频水印算法的实现 张国武,曾巧明 (中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙 410008) 摘 要:目前的音频水印算法缺乏有效的同步技术,笔者应用通信网同步方法,提出了一种快速重同步音频有意义音频水印算法.该算法利用时域水印技术嵌入同步信息,从而对抗音频在时间轴上可能受到的攻击,借助变换域基于小波变换增强音频的鲁棒性,水印为一幅二值图像.仿真实验表明该算法产生的水印在对抗加性Gaussian噪声、MP3压缩和裁剪等方面具有良好的稳健性,可用于数字音频产品的版权保护. 关键词:同步;小波变换;稳健性 中图分类号:TP301.6 文献标识码:A 数字水印技术是把数据(水印)嵌入到多媒体文件中去,以保护所有者对多媒体所拥有的版权.当所有者权益被侵犯时,可通过对水印的检测来得到证明.由于人的听觉系统(HAS)要比视觉系统(HVS)敏感,相对于静止图像和视频信号,在音频信号中嵌入数字水印更为困难[1].通常,音频数字水印应具有以下3个特性.(1)不可觉察性.加入水印后的语音信号比起原语音信号对人耳来讲应该是听起来无差别的;(2)鲁棒性.未被授权的个人或团体企图通过一些处理方法,去除或修改嵌入的水印信息时,会引起原语音信号音质的明显下降;而对于常见的信号处理操作,如传输、过滤、重采样、有损压缩等,嵌入的信息应损坏很小,并在一定正确概率的基础上可以被检测到;(3)可靠性.水印嵌入和检测方法对未被授权的第3方而言,应是保密且不能被轻易破解的,而那些合法的所有者或使用者,通过水印的检测过程,来证实自己的合法行为,以达到版权保护的目的.目前常用的音频水印技术[2],按水印嵌入方式来分可以分为2类:时域法和变换域法.时(空)域算法的算法简单、运行速度快,但抗干扰能力差.变换域法有离散傅里叶变换(DFT)算法、离散余弦变换(DCT)算法、离散小波变换(DWT)算法等,该类算法复杂度较高,但鲁棒性好.由于小波变换具有良好的时频局部特性,因此成为目前频域法水印的主流技术.目前,一些主要的算法,由于缺乏一种有效的同步机制,无法抵抗音频裁剪等攻击,水印的稳健性不强. 笔者研究了一种结合时域和变换域的音频水印算法,这种算法借鉴无线语音传输系统的同步技术,在时域上嵌入了同步信号,实现了语音信号受裁剪等攻击后的快速重同步.为了在满足不可感知性的前提下获得良好的抗噪声、MP3和裁剪等攻击的稳健性能,嵌入的水印信号将水印作为一幅二值图像来处理与隐藏,利用小波变换将水印嵌入到音频信息中.在水印提取时,使用了同步码检测技术,能够知道水印嵌入的起始点. 1 算法原理 由于语音信号是时间轴上的函数,剪裁等攻击会引起严重的同步错误.为了在检测时保持水印的同步,笔者提出了在隐藏有意义水印的同时,在语音信号中嵌入同步信息.一般来说,同步信息的数据量远小于水印数据量.所提出算法结合了变换域和时域水印技术.由于变换域上的水印能量能较均匀地扩散到时域上,对水印的不可感知性和稳健性比较有利,占隐藏数据量大部分的水印采用变换域方法嵌入于原始语音信号中.而为了实现快速重同步,同步信号的隐藏则采用时域水印技术. 考虑到语音信息量一般比较庞大,如果进行全局DWT变换,计算量太大.因此笔者设计的算法对原始语音信号f(t)进行分段处理.在每个分段点处嵌入同步码.水印数据则嵌入到每段语音信号.隐藏了水印的语音信号受到各种攻击(MP3、噪声、低通滤波、剪裁等)后,从中检测的水印将不可避免地发生错误.为了降低检测水印的差错率,从而提高水印的稳健性, 收稿日期:2007-05-21 作者简介:张国武(1978-),男,湖南常德人,中南大学信息科学与工程学院硕士生,主要从事ERP的研究与应用.
数字水印技术及其应用
宇飞数字水印技术及其应用介绍 单位：成都宇飞信息工程有限责任公司 注册地址：成都市科华北路153号宏地大厦8层B座 邮编：610041 公司负责人：华建和 联系电话：028-******** 139******** 电子邮箱：139016006@https://www.wendangku.net/doc/2b14085361.html, 公司网址：https://www.wendangku.net/doc/2b14085361.html,
目录 一、数字水印技术简介 ................................................................................................................... - 3 - 1、数字水印技术的特性 (3) 2、数字水印技术的优势 (4) 3、数字水印技术的核心及原理 (4) 二、宇飞数字水印技术的创新和商业应用状况 ........................................................................... - 6 - 1、与国际、国内同类技术研究相比我们的创新： (6) 2、宇飞公司数字水印的技术研究水平与差距 (7) 3、宇飞数字水印技术的商业应用状况 (7) 4、宇飞数字水印技术应用领域及商品化形态： (7) 1）数字水印用于印刷、打印防伪领域 (8) 2）数字水印用于版权保护领域 (15) 3）数字水印用于信息安全领域 (17) 三、公司简介及行业资质 ............................................................................................................. - 21 - 1、公司简介 (21) 2、首席专家简介 (22) 3、申请和获得的专利及标准 (22) 4、相关媒体报道 (23) 5、公司相关资质及荣誉 (24)
数字音频水印技术研究综述
数字音频水印技术研究综述X 王向阳1o,杨红颖1 (1辽宁师范大学计算机与信息技术学院,116029,辽宁省大连市;o中国科学院软件研究所信息安全国家重点实验室,100039,北京市) 摘要:对数字音频水印技术的相关概念和现有各类算法进行了较为系统地描述与分析,并对数字音频水印技术的未来发展方向和前景进行了预测,以期进一步推动我国在此前沿领域的研究工作. 关键词:知识产权保护;数字音频水印;透明性;鲁棒性 中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1001_5337(2005)04_0119_06 1前言 伴随着网络技术(特别是Internet技术)与多媒体技术的飞速发展,数字信息的传输与利用日益变得频繁与广泛.鉴于数字信息极易被无限制任意编辑、复制与散布,从而导致数字媒体作品的原创者蒙受巨大经济损失,数字作品的知识产权保护已经成为一个迫切需要解决的关键问题.而传统加密技术只能提供小范围保护,且具有安全性不足和流通性较差等弱点.数字水印(Digital Watermarking)作为一种潜在的解决方案受到了广泛关注,并成为国际学术界研究的一个热点[1].所谓数字水印技术,就是将一种特殊标志信息(伪随机序列或可识别图案文字)嵌入到数字媒体中,用以辨识数据的版权、合法使用者,从而认证或控制数据的使用.数字水印的分类方法多种多样.依据应用范围,通常可以把数字水印技术划分为图像水印技术、视频水印技术和音频水印技术. 近几年,对图像水印技术和视频水印技术(尤其是图像水印技术)的研究很多,而对于数字音频水印技术的研究却鲜有报道[2,3],这是由于:￥与图像和视频相比,音频信号在每个时间间隔内采样的点数要少得多,意味着音频信号中可嵌入的信息量要比可视媒体少得多.|人类听觉系统(HAS)要比人类视觉系统(HVS)灵敏得多,听觉上的不可知觉性实现起来要比视觉上困难得多.§数字音频水印对信号的同步有比较高的要求.然而,随着MP3、MPEG、AC-3等新一代压缩标准的广泛应用,对数字音频作品(例如音乐作品等)的知识产权保护显得越来越重要. 为了推动数字音频水印技术研究领域的发展,本文通过系统整理分析相关研究文献,对数字音频水印技术的相关概念、研究现状、未来研究方向进行了综述. 2数字音频水印技术简介 2.1典型数字音频水印系统模型 一般说来,完整的数字音频水印系统包括三个基本方面:水印的生成、水印的嵌入和水印的提取或检测.数字音频水印技术实际上是通过对原始数字音频的分析、水印信息的预处理、嵌入位置的选择、嵌入方式的设计、嵌入调制的控制等几个相关技术环节进行合理优化,寻求满足透明性、安全可靠性、鲁棒性等诸条件(参见2.2节)约束下的准最优化设计问题.而作为数字音频水印信息的重要组成部分)))密钥,则是每个设计方案的一个重要特色所在.往往可以在水印预处理、嵌入位置选择和调制控制等不同环节入手完成密钥的嵌入. 整个数字音频水印系统[4]的基本框架如图1和图2所示. 图1展示了数字音频水印的嵌入过程.该系统的输入是水印信息W、原始数字音频I和一个可选的私有公有密钥K.其中水印信息可以是任何形式 第31卷第4期2005年10月 曲阜师范大学学报 Journal of Qufu Normal University Vol.31No.4 Oct.2005 X收稿日期:2005-10-04 基金项目:辽宁省自然科学基金(20032100)和信息安全国家重点实验室开放基金(03-02)资助. 作者简介:王向阳,男,1965-,硕士,教授;主要研究方向:网络信息安全技术、多媒体信息处理技术.
数字水印技术概论
数字水印技术概论 0. 前言 信息时代，各类信息化数字技术扩充发展，针对丰富数字信 息的安全保护需求也日益扩充。基于数字文档可方便快捷的复制、篡改与盗取，因而令其产权保护面临一定困难。同时数字图像具有一定适应性特征，可供用户任意设计更新并为己所用。为此应科学探究一种良好的数据可靠加密保护技术，进而有效应对不良信息篡改、窃取、盗用问题。本文基于这一目标引入水印数字技术探讨，该技术通过印记图形加密有效保护版权信息，形成印记图形同原始保持一致，基于一定标准形成水印图像，进而探究非法复制信息、相关违规产品的不良流通应用。该技术核心特征在于潜入模式，是通过视觉设想推理阐释实效的科学方式。 1.数字水印技术概述 1.1数字水印技术原理内涵数字水印技术是一类进行数据产品安全保护、信息内容科学检测，通过嵌入模式将相关序列代码或用户定义标识引入信息中，并可基于相关算法进行水印提取，进而实施保护信息版权检验的科学技术方式。可有效维护产权人享有的产品版权利益，杜绝非法盗版问题。数字水印技术所保护的对象可以是媒体，数据文档、工具软件、视频音频资料、信息图像等丰富内容，包括生成水印、相关嵌入过程、综合信息测试与提取水印等实践环节。
数字水印核心原理在于通过针对宿主进行标识信息嵌入形成水印，令其具备无法感知的良好属性，进而确保信息数据安全性。同时需要遵循相应感知规则，令水印信息具有充分冗余性，即可通过分段数据实现恢复。 1.2数字水印具体类别 基于水印不同内容，可将数字水印定义为有意义以及无意义形式。前者即水印自身同时代表数字图像或音频数据编码，而后者则仅仅代表序列号。 1.3数字水印技术服务应用领域数字水印技术基于优质属性、科学原理，在数字化、信息化社会建设与市场经济发展中体现了较大的应用潜能，可在电子商务领域、多媒体技术服务、广播媒介中发挥综合优势。数字水印技术具备良好的版权保护功能，基于来源信息与版权内容嵌入，有效预防不良侵权行为，体现良好安全的版权保护能效，当然其实践应用对数字水印提出了显著的鲁棒性要求。同时，数字水印技术科有效实现盗版跟踪，通过在合法拷贝中嵌入相应数字指纹信息，进行非法拷贝检测，可通过指纹信息恢复明确操作源头，进而有效抵御盗版侵权行为。通过数字水印应用可进行图像认证，实施数据信息变更测试，利用水印满足认证需求。对于各类较易篡改伪造的机打票据，可应用数字水印技术进行防伪跟踪，针对打印机图像输出，将其可识别序列号加入，进而形成良好的防伪跟踪处理。数字水印技术还可实现优质拷贝保护应用，可引入DVD系统，基于拷贝信息明确相关水印数据是否应进行重复播放或实施拷贝。
数字音频水印研究
数字音频水印研究 摘要：本文介绍了信息隐藏的理论知识。并且对数字水印中的音频水印进行了探讨。讨论了基于神经网络的数字音频水印的嵌入与提取。具有很好的鲁棒性效果。 关键词：数字音频水印；神经网络；数字水印；信息隐藏 背景 随着计算机和通信网技术的发展与普及，数字音像制品以及其他电子出版物的传播和交易变得雨来越便捷，但随之而来的侵权盗版活动也呈日益猖獗之势。为了打击盗版犯罪，一方面要通过立法来加强对知识产权的保护，另一方面必须要有先进的技术手段来保障法律的实施。 一信息隐藏 20世纪90年代早期，信息隐藏的各种应用引起不同的关注和重视。1996年5月第一次国际信息隐藏学术研讨会在英国剑桥召开，使这些独立的研究团体走到了一起，从而在信息隐藏的一些基本概念和术语上达成共识。信息隐藏（information hiding）有时也称数据隐藏（data hiding）。从广义上看，信息隐藏有多重含义：一是信息不可见，二是信息的存在性隐蔽，三是信息的接收方和发送方隐蔽，四是传输的信道隐蔽。信息隐藏就是将保密信息隐藏于另一非保密载体中，以不引起检查者的注意。这里的载体可以是图像、视频、音频，也可以使信道，甚至是某套编码体制或整个系统。广义上的信息隐藏包括隐写术、数字水印、数字指纹、隐蔽信道、阈下信道、低截获概率通信和匿名通信等等。从狭义上看，信息隐藏就是将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的信息中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息。狭义上的信息隐藏技术通常指隐写术与数字水印（以及数字指纹）。 信息隐藏学是一门新兴的交叉学科，在计算机、通信、保密学等领域有着广阔的应用前景。其研究涉及密码学、图像处理、模式识别、数学和计算机科学等领域。
语音信号的数字水印技术
DONGFANG COLLEGE，FUJIAN AGRICULTURE AND FORESTRY UNIVERSITY 课程名称：语音信号的数字水印技术 系别：计算机系 年级专业：10级电子信息工程二班 学号：1050302098 姓名：曾喜德 任课教师：罗志聪成绩： 2013 年月日
目录 一. 作品简介 (3) 二. 设计思想 (3) 三. 设计技术和方法 (5) 四. 课程设计总结 (9) 五. 设计体会和感想 (9) 六. 参考文献 (10)
一、作品简介 随着因特网在各个应用领域的蔓延，多媒体数字作品（图像、视频、音频等）纷纷以网络形式发表，这些作品的版权保护就成为一个迫切而又比较困难的问题。现在的版权保护系统可以采用密码认证技术，但是传统的加密方式对多媒体信息的保护有一定的局限性，不能够完全保证信息的安全性。一旦密码被破解，多媒体信息就可以被任意复制、篡改，并且在法庭上很难取证。数字水印（digital watermarking)是解决这一问题的有效办法。 在保密数据传递等应用中，有时采用将一句话或一段文字或一段音乐蕴藏在另一段音乐中，然后利用专门的算法来提取所传的信息，这种方法也称为数字水印技术。这种方法的好处是信息隐藏在极为平常的声音或其它媒介中，不易被察觉。 数字水印技术可以做为加密技术的补充，增强对多媒体信息的版权保护。为有效保护知识产权，人们发明了一种将公司标识、特定数字等放人多媒体信息中的方法，以此来标识公司信息或者媒体所有权等信息，这一技术就是信息隐藏技术中的一个分支——数字水印技术（但对于数字水印系统来说，隐藏信息的丢失，意味着版权信息的丢失，从而失去了版权保护的功能，因此，这样的系统是失败的）。 此次的课程设计利用一种基于LSB的数字图像水印算法，最后利用MATLAB 对这一算法进行了实现。 1、对水印图像进行编码置乱（可采用伪随机码，提高水印图像的隐蔽性）； 2、对图像进行子图像分解（如8*8），对子块分别进行DCT变换； 对DCT系数按照zig-zag排序进行排列，选择一中频系数，对该中频系数相邻的系数进行水印嵌入 二、设计思想 数字水印技术通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中，但不影响原内容的价值和使用，并且不能被人的感知系统觉察和注意到。与传统的加密技术不同，数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生，但可以判别对象是否受到保护，监视被保护数据的传播，鉴别真伪，解决版权纠纷并为法庭提供证据。
数字水印技术研究
数字水印技术研究 摘要：数字水印技术作为信息安全、版权保护和信息认证的有力工具，已得到了广泛的关注和发展。本文介绍数字水印技术的原理与模型，分析水印技术的典型算法，阐述数字水印技术的应用与研究及其发展前景。 关键词：数字水印；信息安全；版权保护；稳健性 一、引言 随着计算机网络技术和通讯技术的发展，为数字化的媒体信息（文本、图像、音频、视频等）的存取、交换提供了极大的便利。迅速兴起的Internet以电子印刷出版、数字图书馆、网络视频和音频、电子商务等新的服务和运作方式为商业、科研、娱乐等带来了许多机会。随之而来的副作用是盗版者大量地复制及传播未经授权的数字产品内容，出于利益的考虑，数字产品的版权所有者迫切需要解决知识产权保护的问题。有数据显示，美国电影行业协会(MPAA)估计，盗版使美国电影业的年收入减少了25亿美元，美国唱片工业协会(RIAA)则估计全球每年因盗版而造成的损失高达50亿美元。 传统的版权保护系统多采用密码技术，依靠密码学技术对数字产品进行加密，只有合法用户（或授权用户）才拥有密钥，从而保证数字产品的安全。但是，这一方案存在一个重要问题，所加密的数字产品在解密后，没有有效的手段来保证其产品不被非法拷贝、再次传播和盗用，为了防止这种情况的发生，人们提出了新兴的概念——数字水印（digital watermarking）。数字水印技术是目前信息安全技术领域的一个新方向，是作为传统版权保护系统的有效补充手段，是一种可以在开放的网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新技术，是信息安全和版权保护的最后一道防线，引起了人们的高度重视，许多大学和国际科研机构正投身于研究之中,已成为信息安全领域的一个研究热点。 二、数字水印技术原理 1、数字水印的定义和基本特点： 数字水印是指永久镶嵌在其他数据（宿主数据）中的具有可鉴别性的数字信号或模式，并且不影响宿主数据的可用性[1]。而水印信号是一种特制的数字标记，一般包含版权所有者的标记或代码，以及能证实用户合法拥有数据的用户代码等基木信息，将它嵌入到数字图像、声音、视频等数字产品中，由此来确定版权拥有者、认证数字内容来源的真实性、识别购买者、提供关于数字内容的其他附加信息、确认所有权认证和跟踪侵权行为。 数字水印有以下特点：1)不可见性，也称透明性，指的是利用人类视觉系统HVS (Human Visual System)或人类听觉系统HAS (Human Audio System)属性，嵌入水印后图像无明显降质现象且水印在视觉或听觉上不可感知；2)稳健性，也称健壮性或鲁棒性，指数字水印应有抵御图像压缩、滤波、量化与增强、几何失真等外界攻击的能力；3)可证明性，即水印应能为受到版权保护的信息产品的归属或来源提供完全和可靠的证据，水印算法识别被嵌入到保护对象中的所有者的有关信息，并在需要的时候将其提取出来，并能够监视被保护对象的传播、真伪鉴别以及非法拷贝控制等；4)安全性，主要指水印不易被复制和伪造，能抵抗非法拦截和破解，即使受到非法攻击，仍能以极低的误差率进行检测和识别。其中，鲁棒性和不可见性是数字水印系统的两个重要特性，且是一对矛盾的特性，在算法设计上常常需要折衷考虑这两个方而特性的要求。 2、数字水印系统的理论模型 通用的数字水印系统包含两个基本的模块，即一个水印嵌入和一个水印提取(也称为水印检测系统)，数字水印嵌入的一般过程基本框架如图1所示[2]。