數字音頻水印的主要算法與應用研究

聯想移動互聯科技有限公司　張曉軍

?

數字音頻水印的主要算法與應用研究

聯想移動互聯科技有限公司張曉軍

【摘要】目前國內經濟飛速發展的同時也帶動了一大批互聯網產業的高速運行，互聯網技術和多媒體技術的進步和發展，給人們的生產生活帶來巨大的變化，人們可以自由的從互聯網這個大的網絡環境中下載音樂、視頻、圖片等數字化的多媒體數據，但是生活是把雙刃劍，互聯網帶給人們進步和便利的同時，也帶來不少的問題，網絡音樂的隨意的復制和粘貼和傳播，造成了版權的被占有，因此，如何快速有效的保護數字化媒體的版權問題，成為當今數字化媒體數據的一個重要性問題。

【關鍵詞】數字音頻；水印；脆弱性；魯棒性

數字水印技術被稱為是解決版權問題的最佳方式，從具體的應用范圍來看，可將水印分為圖像技術的水印、視頻技術的水印以及音頻技術的水印。針對當前社會環境下的關于視頻和圖片的水印技術的研究是比較多的，這是由于當前水印技術和人類的聽覺系統相比，人類的聽覺比較靈敏，這對與數據的隱藏性來說是比較困難的。隨著最新型的MP3、AC3等新一代壓縮設備的大量出現，這是對于數字音頻作品的知識產權的維護占據的比重越來越大。

1　數字音頻水印的算法

1.1魯棒性水印算法

根據時間域水印的不同，可將不對稱的原始媒體數據進行以藏處理，時域水印算法的在時間域中可以直接隱藏數字音頻。時域算法的優點是其本身的運算比較簡單，通過對水印數據的和音頻輸入的過程進行加密的運算，安全性是可以得到保障的，，水印的嵌入和提取的速度都是非常快的。但是生活是把雙刃劍。運算比較快的同時，其缺點也是比較明顯的。對于信道的干擾和數據操作的抵抗能力來說是非常差的。最不重要位的算法和基于回聲傳播的算法在各個算法中最核心的算法。

最不重要為算法的一種將數據隱藏其他數據中簡單插入式算法。最早出現在信息隱藏和數字音頻水印技術領域的關鍵性技術出現，也是信息隱藏和數字音頻水印領域中的主題構成之一，現在已經發展成為時間域的為代表的傳統模式算法。兩部算法的提高了LBS的魯棒性和相關比率，使用一種新型的把計算方式將適應切入到LBS的較高等級中去，對于嵌入水印的進行噪音的相關消除工作。使用量不算法的優點也是十分明確的，對于相關MPEC文件的壓縮和、性噪聲的加入有較好的魯棒性。實驗結果表明含水印的音頻音質比較出色并且在嵌入式原音頻的損害較小。

回聲隱藏的算法。他通過在時域引入的特定的聲波將數據導入到音頻的信號中去，利用HS5在時域性算法中的可隱藏性等特點在數字音頻加入回聲的算法，可表示為且司=x[司十一占]。其中：]表示原始音頻信號；表示衰減率；占表示聲音信號的終止。回升隱藏的信號通過在音頻信號中引入不同的回聲延遲來嵌入比特位數字0和1更為特殊的數據。

頻率域水印的算法是將原始的媒體數據導入到含頻率域的水印中，將水印的數據加入到某些變頻的領域中去，在反復變換形成含有水印的成品數據。頻域算法的優點十分明顯，魯棒性能極佳，在經歷了各種處理和降噪以及重采樣的攻擊后，仍能保持最高的頻率來進行計算，可靠性能非常棒。拼湊算法的概念是在1996年有Bender提出的，它是一種統和數據的計算方式，即在原始的音頻信號中嵌入一個特定的統計數據。主要包括由一下部分構成：圖像綜合體A和B。其中將A的樣本灰色度中增加一個常量，同時將B的樣本灰色度減少一個常量，分別增加減少增加后的A和B做檢測，檢測中的A和B圖像集合樣本性能值相減，再將兩個圖像塊的集合樣本均值的差來計算。原始拼湊算法中存在的一些缺陷，拼湊算法中使用的假設登天榮譽隨機樣本的樣本均勻的數據綜合，實際上是樣本平均值直接真的差異總合不大于零。

相位編碼的計算方式則充分利用了HAS的一個特性，即人耳對于絕對相位的不敏感性和相對為數據的隱蔽性秘密型號的絕對相位的變化。基于該特點，將代表秘密數據的原始音頻的參考相位與原始的音頻的絕對相位做一個替換，并將其附屬的其他音頻段落記性修改整理，以保障各段落之間的絕對纖維的不會變化的產生某種。但是，生活是把雙刃劍，有利也有弊，相位編碼計算的缺陷也十分明顯，當代表秘密數據的參考相位數據急劇變化時，會出現明顯的偏差。他不僅影響秘密信息的隱蔽性，還會對接收方的譯碼難度大幅度增加。

1.2脆弱性音頻水印算法

多媒體內容下載的完整性解決方案完全依靠脆弱性數字水印技術，從現在發表的內容來看，脆弱性音頻水印算法主要由四個部分組成，完全璀錯，一般脆弱、半脆弱和多功能水印的添加與一般性能的添加在原理上拉私活是完全相同的，數字信號的處理角度上來看，也是脆弱性的數字水印的檢測對于篡改和定位數據修改和整理特征相融合來進行的。最終整合在所需要的原數據文件中。

雙重水印算法的誕生則表示著水印的隱蔽度大幅度提高。在小于隱蔽的輻射度時嵌入水印。對于處在認證的長度來看是有損壓縮的型號的，在相同的頻率下，需要認證的長度是非常高的。求調制技術對與刻度下的離散變化的系數進行分變化的同時，也對該算法的締造了簡化心理學的模型，從未保障了嵌入和檢測使用相同量的數據，脆弱性的水印算法在魯棒性上表現明顯，對于一般內容的處理和操作是極為簡單的。

2　數字音頻技術的應用

早期的數字水印技術的主要面對的數字圖像處理系統的開發。從二十世紀九十年代初期“數字水印”的正式提出到現今社

會，數字水印技術獲得了廣泛的關注并且取得了長足的進步。

由于數字音頻技術的本質是針對數字圖像的在開放性網絡上應用的一個多媒體數字的處理軟件，主要是為了解決版權解封和保障版權問題而創立的一個新興的研究技術，所以在數字產品的知識版權上的防偽標簽。產權保障等方面上具有十分廣闊的應用前景。

2.1認證

當音頻設備被用于法庭、醫學以及新聞等內容時，我們所需要是完整的，第一手沒有經過修改的內容。針對這種情況，我們可以在完好的音頻設備中加入脆弱性的水印，當有人試圖篡改資料時，水印就會變得模糊不清甚至消失。這樣當我們需要檢查是否是第一手資料時，只要通過查看脆弱性水印的完好程度就可以證明資料的是否是經過修改的了。

2.2所有權的相關證明

原始的沒有經過后期修改的音頻設備所有人在其擁有的作品中插入一個水印，并且公布其水印作品的版本作品。當作品被盜版或者出現版權的糾紛時，所有者可以通過從盜版作品中獲取其水印的完好程度來作為證據，保護自己贏得的權益。對于該領域的應用，水印技術必須具有很好的感知度、安全程度以及魯棒性能。

2.3交易跟蹤

當同一個音頻產品多次在市場上流通售出時，其產品本身被多個授權者賣出時，為了避免其中一些經銷商非法牟利，在不同授權者的用戶手中進行非法的復刻再發行盈利，產品的擁有人可以在不同的音頻設備內嵌入一個水印信息，例如用戶的軟件名稱或者序列號，這種水印的算法被稱數字式硬技術指紋認證。

2.4拷貝控制

該種水印信息的主要作用是識別音頻設備中附帶的有關內容，比如在光盤中夾雜的樂曲的簡介作者信息作曲人以及購買流通渠道和訪問連接等等。

3　結束語

數字多媒體技術推動了互聯網技術的快富發展，使得數字多媒體技術的作品傳輸變得非常便利但是，由于互聯網上盜版作品以及對存在版權問題的作品肆意的修整，使得作品的所有人和發行人造成了利益的丟失。數字水印技術也是目前國際和學術界一個討論的熱點問題，而數字音頻技術的水印嵌入是該研究方向的一個核心重點。當前國內的數字音頻技術的研究在國內還處在發展階段，但是隨著研究的不斷深入，舊的問題得到解決的同時，新的問題也會不斷出現。

參考文獻

[1]張明陽.基于混沌加密的DWT音頻水印算法研究[D].哈爾濱工業大學,2013.

[2]魏元喜.數字音頻水印研究與系統實現[D].北京郵電大學,2014.

[3]田乃魯.基于變換域的音頻水印算法研究[D].南京理工大學,2013.