基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法研究及实现

针对无线电系统身份识别问题,提出了一种基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法,该方法中发射端首先选择一个码片速率高、码长长的扩频码来调制用于标识无线电系统身份的频谱水印信号,然后利用加性准则周期性地将其嵌入到无线电信号中。接收端首先将接收的中频信号分成 N 段,并对每段信号进行解扩和解调,最后利用 N 次解调结果实施综合融合判决来提取频谱水印。同时基于 USRP 平台构建了基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法的验证系统,理论分析与实验验证结果表明：提出的方法能够在不对原始信号正常解调产生有害干扰的条件下,可有效提取频谱水印,具有较强的通用性和鲁棒性,为有效标识和识别无线电系统提供技术手段。     

静态图像多维水印的并行嵌入和检测

数字水印已经成为多媒体数据产权保护的一种有效的解决方案，不可察觉性和鲁棒性是图像水印中基本要求，但它们却是一对互相制约的因素，在两者中间寻找一个平衡点，已经成为水印中的一个关键问题，本文提出了一种多维水印的方案，在图像的DCT域中，使用扩频技术并行地嵌 入互相独立的多维水印信号，可以在不增加水印信号幅度的情况下，提高水印的鲁棒性。     

扩频通信新进展—混沌扩频

扩频通信自20世纪40年代发展以来,至今已有半个多世纪的历史了。扩频通信最早应用于军用通信中,主要用于两个目的:对抗外来强干扰和保密。通过对信号的频谱扩展,使之难以和背景噪声区分,就可达到上述两个目的。     

扩频通信与扩频调制技术

扩频通信全称扩展频谱通信,最初在军事领域有着较为广泛的应用。随着社会的不断向前发展,人们的物质生活水平极大的提高,对于电子通信也提出了更高的要求。因扩频通信具有许多现代人生活中所需要的高保密性能、接收信号能力强等优点,而受到人们的广泛关注,一些军事通讯方法也逐渐在民用通信中有了一定的应用。文章主要对扩频通信系统的相关理论及其主要工作方式进行简要介绍,并对扩频通信系统中数字调制方式及其仿真实现进行相关研究和讨论。     

数字图像水印的扩频实现

文中从扩频角度提出了数字图像水印的相关特性,用类比的方法建立了数字图像水印和信道扩频通信系统之间的联系,并给出了数字图像水印的通信系统模型。着重对两者在信道容量、信噪比、干扰容限和处理增益等方面的相似和联系作了分析与评价,以期作为数字图像水印技术研究、设计的参考。最后结合扩频通信编码技术实现了一个基于ｍ－序列的,可以进行盲检测的图像空间域数字水印方案。     

基于文本的数字水印嵌入技术的研究

目前数字水印的嵌入技术可以应用于包括文档、声音、图像以及视频在内的各种多媒体数据中，但是针对文本的数字水印嵌入技术研究相对较少。主要介绍当前常用的文本数字水印嵌入的基本模型和方法以及研究状况。首先介绍了文本数字水印的嵌入与检测模型。然后分析了当前文本数字水印的嵌入技术研究出现的问题。     

基于扩频调制和多水印的非对称水印算法

提出了一种基于扩频调制和多水印的非对称水印算法。该算法分别以不同的二值标示图像为公钥水印和私钥水印,对公钥水印和私钥水印进行预处理后,用不同的Walsh序列分别对其进行扩频调制来构造嵌入水印。水印嵌入到载体图像小波变换低频子带的DCT中频系数上。水印检测时,利用不同的Walsh序列分别对公钥水印和私钥水印进行解扩,从而实现非对称检测。实验结果表明,该非对称水印算法检测性能良好,具有很强的鲁棒性。     

扩频通信新方向——自编码扩频

扩频通信是把信息的频谱展宽进行传输的技术，而目前我们采用的PN序列具有周期性，为了寻找一种扩频码具有真正的随机性，并具有较强的抗干扰和信息保密能力的扩频通信技术，人们提出了自编码扩频的概念，本文介绍了其原理和相关的关键技术。     

扩频水印鲁棒性分析

数字水印的鲁棒性是水印技术实用化的一个重要指标。与通过StirMark测试和各种仿真测试不同,本文定义互信息作为代价函数,建立扩频水印系统鲁棒性描述和度量的一般模型,并对加性扩频水印的鲁棒性进行详细分析,推导出评估鲁棒性的互信息度量计算模型,仿真分析了盲检测和非盲检测条件下互信息函数对鲁棒性的评估结果。实验以统计误比特率的方法计算图像DCT域中低频系数为载体的扩频水印误码率,当水印噪声比变化时,互信息函数和误码率之间的匹配关系验证了互信息度量模型的有效性。互信息函数可以作为代价函数评估水印的鲁棒性,并预测误码率的变化趋势。      

利用边信息嵌入的CDMA水印信道性能研究

稳健性是数字水印的重要指标之一.为了改善水印稳健性,CDMA技术已被引入到数字水印中.但是,目前基于CDMA扩频技术的水印算法基本都是通过实验方式来确定嵌入强度以及相关参数.本文分析了把载体作为边信息情况下CDMA水印信道的性能.研究了PSNR值,嵌入强度参数 β ,正交码码长N以及用户数K之间的关系,给出了 PSNR关于这三者的显式表达式.根据PSNR值,给出了水印嵌入强度参数 β 的估计算法,仿真实验结果表明估计的有效性.并指出CDMA水印信道中,用户数不影响PSNR值的大小,实验结果有力地支持了这个结论.通过分析CDMA水印信道的误码形成过程,给出了信道误码率表达式,并得出,在给定PSNR值的情况下,CDMA正交扩频码码长 N 的选择不影响信道误码率值.     

一种新的扩频音频水印算法

音频水印提供了一种数字保密的方法，用来保护作者和版权所有者的权利。在本文中。基于扩频技术提出了一种新的音频水印算法．即应用音频的瞬时平均频率(IMF)来嵌入数字水印，其目标是最大限度的满足水印的不可觉察性和健壮性。本文算法对原始的音频信号进行短时傅立叶变换，从而估计出信号的加权瞬时平均频率(IMF)。基于心理声学模型的掩蔽特性。可以得出水印被要求的相应的声压级。根据这些结果调制产生一个依赖于信号的不可觉察的水印。本算法允许在5秒钟的音频信号中嵌入25位信息。实验结果表明本文算法对于常见的信号处理攻击包括滤波、MP3压缩和添加噪声具有很好的健壮性。     

Reducing Host Interference from Spread Spectrum Watermarking

Spread spectrum watermarking (SSW) is one of the most promising watermarking techniques. While SSW is very robust against additive noise, it suffers from an inherent noise. The noise results from host interference on detection of the embedded hidden information. The host interference is one of the main reasons for the relatively low embedding rate in SSW and its reduction is important. In this paper, a new method for use in an SSW detector is proposed to reduce the host interference. The proposed method is based on the law of large numbers and symbol detection of embedded information, instead of bit detection. Since the method is based on the detection of symbols longer than one bit, the detector can employ PN sequences with a larger length, resulting in decrease of the interference. The symbol error rate using this algorithm is calculated employing the maximum a posteriori criterion. Comparison of bit error rates between the modified SSW algorithm and conventional bit detection shows that the modified algorithm is much more robust against the host interference.     

个人通信中的扩频技术

在个人通信中,必然会遇到频谱共享、通信安全、传播环境和多径干扰等复杂技术难题,而扩频通信技术是同时解决这些问题又可提供多种信息服务的良策。本文主要讨论扩频技术基础以及扩频技术在个人通信中的应用。     

一种基于方向调制的双波束扩频安全通信系统

为了提高通信信息在无线传输过程中的窃听难度,该文提出了一种基于方向调制的双波束扩频信号。发射信号不仅与使用的扩频序列有关,而且与接收机相对于发射机的空间方位信息有关,是一种扩频序列和空间方位信息共同调制的空间扩频信号。仿真结果表明相比于传统的扩频信号,双波束方向调制扩频信号为通信信息在信息传输层面上提供了一种更加安全的无线传输方法。     

基于空时处理的水声扩频通信

由于海洋干扰严重,水声通信十分困难。扩频通信技术具有良好的抗干扰性能,能够保证在复杂的海洋环境中进行可靠的通信,常被用于水声通信中。水声信道是典型的相干多径信道。沿不同路径到达的信号具有不同的传播时延和到达角,因此接收信号具有时空特性。即接收信号具有时延扩展和角度扩展。多径信号的相干叠加导致接收信号中存在严重的符号间干扰。为了充分利用水声信号的时空聚类特性,该文设计了一个空时处理器,分别对沿每条路径到达的信号进行滤波。结合时空簇的多样性,可以有效提高通信系统的可靠性。提出了一种基于空时聚类处理的水声扩频通信方案。并在仿真和实验中对该通信方案进行了比较和分析,以验证其性能优势。     

一种新的混沌序列扩频水印算法

提出了一种新的混沌序列扩频水印算法。该算法将混沌序列应用于水印嵌入算法的三个不同环节：水印密文的产生、子图像的选取以及DS-CDMA伪随机码的产生，使得混沌序列适用于噪声调制的统计特性得到充分应用。水印的提取利用了相关性检测。实验结果表明，该算法对于常用的信号处理攻击和几何变形攻击具有较高的鲁棒性。     

Diversity Enhancement of Coded Spread Spectrum Video Watermarking

This paper analyses the effect of signal combination techniques in videowatermark detection. A spatial spread spectrum based watermarking techique isused as embedding method, in combination with common error correction codes(BCH, Reed-Solomon with multilevel signaling, binary convolutional codes withViterbi decoding). Besides an analytical evaluation of the bit error rate, theeffectiveness of the channel coding and diversity techniques is also assessedexperimentally under MPEG-2 video compression.     

基于量化的扩频水印技术

随着计算机和网络技术的飞速发展，数字图像、音频和视频产品越来越需要一种有效的版权保护方法，数字水印技术为上述问题提供了一个潜在的解决方案。提出了一种基子量化的扩频水印技术，算法将水印信号与序列作扩频调制，调制信号通过量化策略嵌入到块ＤＣＴ变换系数的低频分量中，在嵌入过程中考虑到了局部图像的复杂度，能够自适应地调整嵌入强度，提取水印信号无需使用原始图像。仿真实验表明水印是不可察觉的，经过 ＪＰＥＧ有损压缩、低通与中值滤波、剪切等图像处理操作后仍是稳健的。     

一种通用数字中频正交扩频调制器的实现

提出了一种适应于宽带扩频通信系统的数字中频调制的实现方案,它基于正交调制、DDS、数字上变频和数字内插等技术,采用通用硬件平台,可以生成多种中频调制信号,可广泛用于数字化扩频通信电台、宽带CDMA、软件无线电、遥控遥测等通信系统中。