基于纠错编码和扩频技术的同步音频水印算法.pdf

北京石油化工学院学报 第15卷第4期 Vol_15NO．4 Of Of JournalBeijingInstitute 2007年12月 DeC．2007 Petro-chemical Technology 基于纠错编码和扩频技术的同步音频水印算法 殷 雄1’2 张晓明1 (1北京石油化工学院自动化系，北京102617；2北京化工大学信息科学与技术学院，北京100029) 摘 要利用混沌动力力学系统中的logistic映射对水印网像进行置乱处理，并且引入扩频 技术和纠错编码技术。然后对公开音频信号进行离散小渡变换，并将音频的中低频小波系数划分为若 干包含相等样点的片段，对于每个片段的前半段和后半段的能量进行统计，根据秘密信息的比特位，采 取不改变或缩小音频信号的振幅的方法来进行嵌入秘密信息。算法在隐藏水印信息的同时，嵌入一个 同步信号，使水印具有自同步能力。实验结果表明．隐藏有秘密水印信息的载体音频听觉质量投有明显 下降，提取的水印信息感知质量较好。此外，该算法在受到基本攻击时几乎都具有很强的鲁棒性。 关 键 词音频承印；纠错；扩频；同步 中图法分类号TN914 以公开的音频信号作为虚拟信道，利用信 域中嵌入水印，利用小波系数之间的关系，并选 息隐藏技术实现音频的安全传输是一条保障音 取较大的小波系数来嵌入水印。文献[8]应用 频安全的新途径。目前，关于音频水印的研究 BCH编码和二维交织技术．有效地提高了水印 已经较多。文献[1]以伪随机数序列作为待隐 抗常规攻击的稳健性，实现了真正意义上的盲 藏信息，将音频信号的短时平均幅度由低向高 水印检测。文献[9]提出了一种鲁棒的音频水 的改变程度超过给定阈值(T1)的点作为音频印算法，该算法采用分段重复嵌入方式在逼近 特征点，且规定两个特征点之间的距离小于阈 系数内隐藏水印信息，能有效地抵抗各种常见 值(T2)，运用离散余弦变换在特征点之后的一的攻击，但由于没有设置密钥，其安全性不能得 段音频信号中进行信号的嵌入，两个阈值的使 到保证。文献[10]提出了一种基于混沌序列的 用限制了算法的通用性。文献I-2]提出了基于小波域的音频信息隐藏算法。该算法提取有一 变换一加密一编码的数字音频信号的水印算法。 定的误码率，也不能抵抗重量化等攻击。 在提取水印过程中需原始信号参与，不便于工 从已研究的情况来看，秘密信息大部分都 程实际应用。依据音频能量变化选择攻击敏感 嵌入在能量较高的小波低频系数或高频系数之 区域，涉及到四个阈值的选取问题，同样不具备 中，各自具有不同的特点。笔者将秘密信息以 通用性‘3。“。文献[5]提出了一种基于混沌置乱 能量相对比的方法嵌入到小波的中低频小波系 的分块自嵌入算法。该算法利用混沌序列进行 数之中。考虑到在传输的过程中可能会出现错 置乱加密后嵌入到图像的最低位，但认证的时 误，借助信道编码的方法，在算法中引入扩频和 候需要设定特定的阈值定位。文献[6]利用小 纠错编码的方法，为了使算法能够抵抗同步攻 波系数量化的方法并结合人耳听觉系统的特 击，在算法中引入外加同步码的方法。 性