数字音频水印算法的研究与实现

1144766066 · 发表于 2022-4-26 20:09:45

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雅宝题库解析：
Internet的迅速普及使得多媒体数字作品的传播、复制和篡改变得简单而普遍，使其原创者和版权所有者因此蒙受巨大的损失，数字音频水印正是在音频载体中利用数字水印技术加入某些信息来达到版权声明和保护、完整性认证、内容认证与标识等目的。其中，可逆音频水印能够完整恢复原始音频载体，它不会造成载体的永久性失真，特别适用于如法律举证、军事安全等敏感领域。MP3水印则侧重于实现目前非常流行的MP3格式音频文件的版权标识和完整性认证。音频的篡改检测与定位技术利用数字水印技术可以达到篡改检测以及篡改区域定位的目的，它们都是目前数字音频水印的研究热点。本论文对数字音频水印中所涉及的关键题目进行了深入探索和研究，主要内容包括：基于双向预测和扩展技术的可逆音频水印算法的研究、基于Huffman表码字与水印映射关系的MP3水印算法的研究和基于SVD-DWT的音频篡改检测与定位算法的研究。在基于双向预测和扩展技术的可逆音频水印算法方面，给出了新的双向预测器，预测精度更高；在此基础上，给出了加性扩展和泛化扩展来进行水印嵌入：加性扩展具有低失真特性，泛化扩展具有高容量特性。此外，给出了衡量音频可嵌入性的参数C，并基于此给出了一个可逆音频水印框架来融合加性扩展和泛化扩展的优势。实验表明，该算法在容量和失真方面均优于已有算法。在基于Huffman表码字与水印映射关系的MP3水印算法方面，通过对小值区编码所使用的Huffman表进行特征分析，给出了码字划分的概念。在此基础上，建立了码字与水印的映射关系，并使用此关系将水印信息嵌入到MP3文件的小值区数据中。实验表明，该算法能很大程度上提高MP3文件中的水印嵌入容量，并保证音频没有严重的失真。在基于SVD-DWT的音频篡改检测与定位算法方面，使用置乱技术来进行水印生成和预处理，接着对分段后的每个音频段采用DWT和SVD的双重变换，然后在SVD的特征值系数上嵌入水印。实验表明，该算法通过分段和置乱技术可以对篡改发生区域实施较为精确的定位。使用DWT和SVD的双重变换能使嵌入水印造成音频失真尽可能小。

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