基于快速独立分量分析的音频盲数字水印算法.pdf

北京石油化工学院学报 第17卷第1期 V01．17No．1 of Instituteof Journal Beijing 2009年3月 Mar．2009 Petro—chemical Technology 基于快速独立分量分析的音频盲数字水印算法 张金燕1’2 赵占杰1’2 张 宁2 (1北京化工大学信息科学与技术学院，北京100029；2北京石油化工学院通信工程系，北京102617) 摘 要针对盲水印技术中存在稳健性差、提取过程复杂等问题．提出了基于快速独立分量 分析(FastlCA)的音频数字水印算法。嵌入水印前，对水印进行置乱加密预处理。嵌入时，对原始音频 进行DCT变换，在变换后的信号中利用随机混合的方法嵌入置乱加密的水印信号，然后利用DCT逆变 换重构音频信号。提取时，首先对嵌入水印的音频信号进行DCT变换，然后采用基于正交对称矩阵的 FastlCA方法进行水印提取。实验表明，该算法在稳健性和透明性方面均有很好的效果，产生的水印可 以作为版权保护的依据。 关 键 词数字音频水印}离散余弦变换；快速独立分量分析 中围法分类号TP309．2 数字水印作为打击非法盗版、保护原创作 通道参数的情况下，根据源信号的统计特性，在 者权益的一种有效手段[1]，已经成为商业界和 较强的信号处理攻击和联合攻击下，不需要进 学术界共同关心的热点问题。从应用范围上， 行攻击参数的估计，仅通过观测信号就能提取 可以把水印分为静态图像水印、视频水印和音 源信号。刘琚等f9]提出了一种基于ICA的图 频水印。当前，关于静态图像水印和视频水印 像盲水印方法，该方法把原始图像进行二维小 的研究很多，而对音频水印的研究却相对较少。 波分解，保留其高频细节信息，然后对小波逼近 数字音频水印算法主要分为时域法和变换域 子图进行离散余弦变换并嵌入水印。水印的检 法。时域法的一种典型算法是最低有效位 测使用了ICA方法，较好的改善了水印的检测 (LSB)方法[2]，它的优点是信息隐藏量大，但由 效果。林月娟等n叫证明了将ICA算法应用于 于无法经受一些无损和有损的信息处理，是一 水印检测与提取的有效性和可行性。通过基于 种很脆弱的数字水印算法。变换域的一些算法 主分量分析的白噪声预处理后，可以很容易地 如相位编码法【3]、扩展频谱法[4‘5]、回声隐藏 检测到水印数据，进一步使用FastICA算法可 法哺3等，可以嵌入大量的比特数据而不易被察 以很好地从混合源中分离出水印。文献[11]中 觉，应用较广泛。 使用基于互信息和负熵的ICA方法来提取音 目前，大多数水印技术尤其是盲水印技术 频中的水印。提取过程简单，实时性好。但由 对一些信号处理攻击，特别是联合攻击的稳健 于水印直接嵌入在时域中，使水印的抗攻击能 性较差。Masoud]提出在Fourier域中解决这 力下降。 个问题，Sviatolasv[8]提出在水印提取前先对水 笔者提出了基于独立分量分析的盲音频数 印图像可能经过的攻击参数进行估计，根据