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实验3 MIDI 音频信息隐藏 【实验目的】 1．了解MIDI 音频文件格式 2．掌握MIDI 信息隐藏原理 3．设计并实现一种基于MIDI 格式化音频文件的信息隐藏方法 【实验内容】 1. 认识MIDI 音频格式 2．MIDI 音频载体的信息嵌入与提取 3．WAV 音频LSB 信息隐藏（可选） 4．回声信息隐藏（可选） 【实验环境】 1．Windows 7 操作系统 2．MATLAB 2014a 版本软件 3．MIDI 音频格式文件 4．Windows Media Player 工具 【原理简介】 一个标准MIDI 文件基本上是由两部分组成：头块和音轨块。头块用来描述 整个MIDI 文件基本信息。音轨块则包含一系列由MIDI 消息构成的MIDI 数据 流。原则上，可为某种声音、某种乐谱或某种乐器等分配一个音轨块。 MIDI 文件中前四个字节是 ASCII 字符“MThd ”，用来判断该文件是否为 Midi 文件，而随后的四个字节指明文件头描述部分的字节数，它总是6，所以一 定是“00 00 00 06” 。随后的ff ff nn nn dd dd 中的nn nn 表示指定轨道数，也就是 实际音轨数加上一个全局音轨。头块之后剩下的文件部分是一个或多个音轨块， 每一个音轨块如表2.3.1 所示： 标识符串（4 字节）：“MTrk” 音轨块数据区长度（4 字节）：单位为字节 音轨块数据区：由多个MIDI 事件构成 表2.3.1 MIDI 音轨块格式 每一个MIDI 事件的构成： MIDI 事件＝delta timeMIDI 消息 delta time采用可变长编码，它决定了其后的 MIDI 消息被执行的时间。一个 MIDI 消息是由一个状态字节及多个数据字节构成。MIDI 消息根据性质可分为通 道消息（Channel Message ）和系统消息（System Message ）两大类。 通道消息是对单一的MIDI Channel 起作用，其Channel 是利用状态字节的 低4 位来表示，可从0 到15 共有 16 个channel 。通道消息又分为声音消息和模 式消息。声音消息用于控制合成器的声音产生。模式消息则为最多达 16 条通道 分配声音关系，包括设定单音模式或复音模式等。MIDI 文件的声音消息有7 种， 如表1 所示。 声音消息 功能描述 数字字节描述 80-8F 声音关闭 1 字节：音符号； 2 字节：音速 90-9F 声音开启 1 字节：音符号； 2 字节：音速 A0-AF 音键压力 1 字节：音符号； 2 字节：键压力 B0-BF 控制变化 1 字节：控制器号(0-121) ；2 字节：控制 值 C0-CF 改变乐器 1 字节：乐器编号 D0-DF 通道触动压力 1 字节：压力 E0-EF 音调轮变化 1 字节：弯音轮变换值的低字节 2 字节：弯音轮变换值的高字节 表 1 MIDI 文件声音消息 改变MIDI 音乐文件的部分声音消息并不影响MIDI 文件的听觉效果，通过 实验，改变声音开启的最低位比特、乐器编号的最低位比特和通道触动压力的低 4 比特位，都不会引起听觉差异，因此可在这三种声音消息中嵌入水印信息。 【实验步骤】 1．MIDI 信息隐藏 （1）信息嵌入 i 2 若(s[i]0xf0) = 0x90, 则在第 个字节s[i+2]中