基于内容的自适应小波域数字音频水印算法研究

以整型提升小波变换、静态图像压缩编码、人类听觉系统（HAS）为基础，提出了一种将灰度图像（即二维数字水印）嵌入到数字音频信号的新水印算法．该算法具有以下特点：（1）应用静态图像压缩编码技术，实现了以灰度图像作为水印信号的数字音频水印算法；（2）充分利用人类听觉系统（HAS），实现了二维数字水印的自适应嵌入，增强了算法的透明性和鲁棒性，（3）二维数字水印的提取不需要原始音频信号．仿真实验表明：该自适应数字音频水印算法不仅具有较好的透明性，而且对诸如叠加噪声、有损压缩、低通滤波、重新采样、重新量化等攻击均具有较好的鲁棒性．     

基于量化的倒谱变换数字音频水印算法

提出了一种基于复倒谱变换的数字音频水印算法。该算法充分利用了复倒谱变换的特征,将原始音频信号分成若干帧,每帧音频实施复倒谱变换后,将系数均值按照一定的量化方法嵌入水印,水印的提取不需要原始音频信号,是一种盲水印算法;实验结果表明,嵌入的水印不仅具有很好的透明性,而且对重新采样、低通滤波、添加噪声、重新量化、有损压缩等攻击也具有很好的鲁棒性。     

基于音频特征的抗去同步攻击数字水印算法

抗去同步攻击的强鲁棒数字音频水印方法研究是一项富有挑战性的工作.本文结合数字音频自身特征,提出了一种基于音频内容的抗去同步攻击数字水印算法.该算法首先根据数字音频的局部能量特征,从原始载体中提取出稳定的特征点;然后以音频特征点为标识,确定用于水印嵌入的候选音频段;最后采纳量化调制策略,将数字水印嵌入到音频载体内.进行数字水印检测时,系统通过分析音频内容提取特征点,再以特征点为标识提取水印信息,水印检测无需原始音频信号参与.仿真实验结果表明,本文算法不仅具有较好的不可感知性,而且对常规信号处理(MP3压缩、低通滤波、添加噪声等)和去同步攻击(随机剪切、幅度缩放、时间延展、抖动等)均具有较好的鲁棒性.     

基于小波域的均值量化数字音频水印算法*

提出了一种均值量化的小波域数字音频水印算法。均值量化可以减少攻击对水印的影响,算法选择合适的小波基对音频信号进行小波分解,对其中的中、低频系数进行均值量化,嵌入水印,水印提取过程不需要原始音频信号。实验结果表明,与一般水印量化算法相比,该算法对MP3、重量化、重采样、低通滤波和噪声干扰等信息处理型攻击具有更好的鲁棒性。     

稳健局部特征非下采样小波域数字水印

目的 基于数字水印技术的音乐作品版权保护是学术界的研究热点之一,多数数字音频水印方案仅仅能够对抗简单的常规信号处理,无法有效抵抗破坏性较强的一般性去同步攻击。为此,提出了一种基于稳健局部特征的非下采样小波域数字水印算法。方法 利用非下采样小波域平滑梯度检测算子从载体音频中提取稳定的音频特征点,结合数字音频样本响应确定局部特征音频段,采用量化调制策略将数字水印信号重复嵌入局部特征音频段中。结果 选取4段典型的采样频率为44.1 kHz、量化精度为16 bit、长度为15 s的单声道数字音频信号作为原始载体进行测试,并与经典算法在不可感知性和鲁棒性两方面进行对比。结果表明,本文算法在含水印音频与原始载体音频间的信噪比平均提升了5.7 dB,同时常规攻击和去同步攻击下的平均检测率分别保持在0.925和0.913,高于大多数传统算法,表明了本文算法具有较好的不可感知性。在常规信号处理（MP3压缩、重新量化、重新采样等）和去同步攻击（幅度缩放、随机剪切、音调伸缩、DA/AD转换、抖动等）方面均具有较好的鲁棒性。结论 本文利用描述能力强且性能稳定的平滑梯度刻画局部数字音频性质,提出一种基于平滑梯度的非下采样小波域音频特征点提取方法,有效解决了音频特征点稳定性差且分布极不均匀的缺点,提高了数字音频水印对音调伸缩、随机剪切、抖动等攻击的抵抗能力。     

自适应小波域数字音频水印嵌入算法研究

以整型提升小波变换、人类听觉掩蔽特性、数字音频局部邻域特性为基础，提出了一种自适应小波域数字音频水印嵌入算法，该算法具有以下特点：（1）结合人类听觉系统的掩蔽特性，实现了水印嵌入位置的自适应确定；（2）引入了高效的整型提升小波变换；（3）利用数字音频的局部邻域特性，实现了数字水印嵌入深度的智能调节；（4）数字水印信息的提取不需要原始音频信号．对比实验表明：该自适应数字音频水印算法不仅具有较好的透明性，而且对诸如叠加噪声、有损压缩、低通滤波、重新采样、重新量化等攻击均具有较好的鲁棒性（特别是叠加噪声与低通滤波）。     

顾及曲线形状的矢量地图数据水印模型

提出一种矢量地图数据水印模型,利用量化索引调制（QIM）思想,基于变长量化步长,将水印信息隐藏于有效表征曲线形状的特征集合中,在保障算法鲁棒性的前提下,很好地顾及了曲线的形状变形。同时,通过数据哈希分组及水印重复嵌入的方式,将水印信息散布到整个数据集。实验结果表明,该算法在水印的不可见性方面有明显改进,并且在抵抗节点攻击、数据化简及地物删除等很具威胁性的水印攻击方面也具有令人满意的鲁棒性。     

采用混沌加密和重复码的复倒谱音频水印算法

针对数字音频产品版权保护问题,设计了一种基于混沌加密和重复码调制的复倒谱变换数字音频水印算法。算法把音频信号划分为包含相同采样点的若干帧,对每一帧实施复倒谱变换,将一幅包含版权信息的二值图像作为水印,利用混沌序列对其加密,再利用重复码进行纠错后嵌入到原始音频的复倒谱系数中,水印提取时不需要原始音频信号。实现了水印的盲检测。仿真实验证明,算法具有较强的鲁棒性和不可感知性。能经受添加噪声、低通滤波、重采样、重新量化、音频格式转换等常见信号的处理及攻击。     

一种用于内容完整性保护的脆弱数字音频水印算法

提出了一种用于内容完整性保护的脆弱数字音频水印算法 ,该算法首先将视觉可辨的二值水印图像降维成一维水印序列并对其进行随机置乱 ,再从原始数字音频信号中随机选取采样数据并进行快速傅立叶变换 (FFT) ,最后结合人类听觉系统 (H AS)计算可感知噪声阈值 JN D(Just Noticeable Distortion,或称为临界可见失真 ) ,并依此选取FFT系数通过量化处理嵌入水印信息 .该算法提取水印信息时不需要原始数字音频信号 .仿真结果表明 :该脆弱音频水印算法不仅具有较好的透明性 ,而且对诸如叠加噪声、有损压缩、低通滤波、重新采样、重新量化等攻击均具有较好的鲁棒性     

视频数据隐藏的差分能量调制新算法

提出了基于差分能量调制 (DEM) 的盲视频水印算法。针对差分能量水印（DEW）算法可能造成视觉失真严重、水印容量小和鲁棒性较差的不足,提出用差分能量信号的调制值来承载隐藏信息位的新方法。通过对量化块中水平子区域与竖直子区域之间的能量差值实施量化索引调制 (QIM),差分能量值能被微调至最近邻的对应水印位量化区域;同时由于调制前后的能量误差被分配到子区域中幅值较大的10个系数上,并对调制前后的码字替换进行了相似度选择,嵌入信号因而能很好地保持原信号的视觉质量和码序列长度。实验结果表明,DEM算法在水印的视觉失真与鲁棒性能、水印容量以及码率保持性能方面都好于DEW算法;另一方面,DEM算法是在一个区域中嵌入水印,所以它的鲁棒性能又比只在某个系数上嵌入水印的QIM算法好。     

A New Adaptive Digital Audio Watermarking Based on Support Vector Regression

On the basis of support vector regression (SVR), a new adaptive blind digital audio watermarking algorithm is proposed. This algorithm embeds the template information and watermark signal into the original audio by adaptive quantization according to the local audio correlation and human auditory masking. The procedure of watermark extraction is as follows. First, the corresponding features of template and watermark are extracted from the watermarked audio. Then, the corresponding feature of template is selected as training sample to train SVR and an SVR model is returned. Finally, the actual outputs are predicted according to the corresponding feature of watermark, and the digital watermark is recovered from the watermarked audio by using the well-trained SVR. Experimental results show that our audio watermarking scheme is not only inaudible, but also robust against various common signal processing (such as noise adding, resampling, requantization, and MP3 compression), and also has high practicability. In addition, the algorithm can extract the watermark without the help of the original digital audio signal, and the performance of it is better than other SVM audio watermarking schemes.     

A pseudo-Zernike moment based audio watermarking scheme robust against desynchronization attacks

Desynchronization attack is known as one of the most difficult attacks to resist, for it can desynchronize the location of the watermark and hence causes incorrect watermark detection. It is a challenging work to design a robust audio watermarking scheme against desynchronization attacks. Based on pseudo-Zernike moment and synchronization code, we propose a new digital audio watermarking algorithm with good auditory quality and reasonable resistance toward desynchronization attacks in this paper. Firstly, the origin digital audio is segmented and then each segment is cut into two parts. Secondly, with the spatial watermarking technique, synchronization code is embedded into the statistics average value of audio samples in the first part. And then, map 1D digital audio signal in the second part into 2D form, and calculate its pseudo-Zernike moments. Finally, the watermark bit is embedded into the average value of modulus of the low-order pseudo-Zernike moments. Meanwhile combining the two adjacent synchronization code searching technology, the algorithm can extract the watermark without the help from the origin digital audio signal. Simulation results show that the proposed watermarking scheme is not only inaudible and robust against common signals processing such as MP3 compression, noise addition, resampling, re-quantization, etc., but also robust against the desynchronization attacks such as random cropping, amplitude variation, pitch shifting, jittering, etc.     

用于MP3作品版权保护的数字水印新算法

以MP3压缩攻击特点与听觉掩蔽特性为基础，提出了一种可用于MP3音乐作品版权保护的混合域数字音频盲水印算法．首先，结合MP3压缩等攻击特点，对原始数字音频进行自适应的分段处理；再对每个音频数据段进行DWT和DCT；最后，结合听觉掩蔽特性与MP3压缩攻击特点，自适应确定量化步长，并将水印信号嵌入到音频数据段的低频分量中．仿真实验表明，所提出的算法不仅具有较好的透明性，而且对诸如重新采样、重新量化、叠加噪声、低通滤波等攻击均具有较好的鲁棒性．特别地，该算法对于最为普通的MP3压缩攻击具有极强的抵抗能力（尤其是高压缩比下）．     

一种新的混合域自适应数字音频水印算法

以MP3压缩等攻击特点厦局部音频相关特性为基础，提出了一种新的混合城数字音频盲水印算法．首先，结合MP3压缩等攻击特点，对原始数字音频进行自适应的分段处理；再对每个音频数据段进行DWT和DCT；最后，结合局部音频特性与听觉掩蔽特性，自适应确定量化步长．并将水印信号嵌入到音频数据段的低频分量中．仿真实验表明，本文算法不仅具有较好的透明性，而且对诸如重新采样、重新量化、叠加噪声、低通滤波等攻击均具有较好的鲁棒性．特剐地，该算法对于最为普通的MP3压缩攻击具有极强的抵抗能力．     

一种可抵抗MP3压缩的音频水印算法

提出了一种稳健的自适应混合域数字音频水印算法，该算法具有以下特点:(1)通过采纳更为稳健的同步信号及其全新嵌入策略，提高了音频水印的抗攻击能力；(2)充分利用DWT的多分辨率特性和DCT的能量压缩特性，改善了数字水印的隐藏效果；(3)结合听觉掩蔽特性自适应确定量化步长，提高了数字水印的不可感知性；(4)以保证不可感知性和稳健性的良好平衡为前提，实现了数字水印的盲检测．仿真实验表明，所提出的算法不仅具有较好的不可感知性，而且对诸如重新采样、重新量化、叠加噪声、低通滤波、随机剪切等攻击均具有较好的稳健性．特别地，该算法对于最为普通的MP3压缩攻击具有极强的抵抗能力(尤其是高压缩比下).     

A robust digital audio watermarking scheme using wavelet moment invariance

It is a challenging work to design a robust audio watermarking scheme against various attacks. Wavelet moment invariances are new features combining the moment invariant features and the wavelet features, and they have some excellent characteristics, such as the ability to capture local information, robustness against common signal processing, and the linear relationship between a signal and its wavelet moments etc. Based on wavelet moment and synchronization code, we propose a new digital audio watermarking algorithm with good auditory quality and reasonable resistance against most attacks in this paper. Firstly, the origin digital audio is segmented and then each segment is cut into two parts. Secondly, with the spatial watermarking technique, synchronization code is embedded into the statistics average value of audio samples in the first part. And then, map 1D digital audio signal in the second part into 2D form, and calculate its wavelet moments. Finally, the watermark bit is embedded into the average value of modulus of the low-order wavelet moments. Meanwhile combining the two adjacent synchronization code searching technology, the algorithm can extract the watermark without the help from the origin digital audio signal. Simulation results show that the proposed watermarking scheme is not only inaudible and robust against common signals processing such as MP3 compression, noise addition, resampling, and re-quantization etc., but also robust against the desynchronization attacks such as random cropping, amplitude variation, pitch shifting, and jittering etc.