数字水印技术及典型的攻击分析

随着因特网的日益普及，数字多媒体作品在互联网上广泛传播和交流，各种文本、图像、音乐、电影等数字化产品的侵权也更加容易，篡改也更加方便。因此，如何保护作品版权已受到人们的高度重视，数字水印技术作为数字产品版权保护的关键技术已得到广泛的研究和应用。首先对数字水印的特点、系统模型、主要技术等方面进行了探讨，然后分析了几种典型的水印攻击，最后对其发展前景进行了展望。     

基于CDMA的彩色图像数字水印算法的研究

CDMA是通信系统中一种有效的通信方式.水印信道与通信信道之间具有相似性,可以将CDMA引入数字水印技术中,利用CDMA技术在数字媒体中嵌入信息是一种实用、有效的方法.文章提出了基于CDMA原理的扩频数字水印的实现,采用Walsh码作为正交扩频序列.然后将水印信息嵌入到载体图像的DCT(离散小波变换)的中频系数中.实验表明该方法具有良好的不可见性和鲁棒性.     

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。     

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FPGA的音频播放系统设计

介绍了基于FPGA的嵌入式数字音频播放系统的设计.该设计在FPGA上利用WM8731编/解码芯片,通过配置SOPC中的NiosⅡ软核CPU和相关的接口模块来实现嵌入式系统的主要硬件结构,并结合软件设计来控制音频编/解码芯片和SD卡,实现了音频信号的D/A转换、存储、播放等功能.由于采用了SOPC技术,使得该系统具有集成...     

基于ARM+FPGA的多路广播音频处理系统

如今,越来越多的ARM＋FPGA联合系统,被用来作为数字信号处理的硬件方案。但在这种系统应用的时候,实现ARM和FPGA这两种不同速率的硬件之间的高速通信,一直是重难点技术。为了解决这一问题,可以用到一种被称之为DMA(Direct Memory Access)的传输技术[1]。这一技术不需要依赖于CPU的大量中断负载,就能实现异步数据的高速率传输。利用这一技术,在基于ARM＋FPGA联合系统的基础上,可以实现具有多路广播音频实时采集和处理功能的硬件设备。     

声频定向扬声器FPGA音频电路设计

声频定向扬声器是一种利用超声解调原理使声音在空气中实现定向传播的装置,装置应用FPGA来进行模拟声音信号的采集和处理.FPGA是一种可编程芯片,其并行处理的特点可以进行多通道数据同时采集和处理,实现数字信号高速实时性处理.声频定向装置的数据采集平台由前置放大器、ADC模数转换器、存储器和DAC模块组成,FPGA芯片和外...     

扩频通信中扩频水印的嵌入方法

本文提出了一种基于多码扩频(MC-DSSS)技术的数字水印嵌入方法,即利用扩频码的正交性将扩频水印嵌入到扩频通信信号中。理论分析和仿真结果表明,此种方法嵌入的水印具有很多优点,如透明性、鲁棒性和可靠性等,并具有良好的抗干扰性能。     

Design and Application of Amplitude-Locked Loop Separation System Based on SignalWAVe

In this paper, we adopt concepts from the SignalWAVe development platform for the multi-speech signal separation system of a frequency modulation system. The signal separation system is formed using a phase-locked loop in combination with an amplitude-locked loop (ALL) and is modeled using a digital finite-impulse response (FIR) filtering algorithm. Therein, the objective is to improve the signal distortion of co-channel interferences and additive white Gaussian noise (AWGN). In comparison to a traditional separation system, the ALL is achieved in the monitored system and in signal interception applications with a characteristic analysis based on the power spectrum density. The field programmable gate array (FPGA) design platform has the advantages of flow simplicity, easy reconfiguration, and high compatibility for verification. The design system is operated in real time and is implemented in the system model using various chip designs. The FPGA is implemented system as a system on a chip for high efficiency. According to the simulated performances under an applied AWGN channel, the ALL system in combination with a digital FIR filter achieves prefect performance. The SignalWAVe verification system was also implemented on the chip by building, verifying programs, and implemented communication functions for practical application in the industry.     

Data-Hiding Codes

This tutorial paper reviews the theory and design of codes for hiding or embedding information in signals such as images, video, audio, graphics,and text. Such codes have also been called watermarking codes; they can be used in a variety of applications, including copyright protection for digital media, content authentication, media forensics, data binding, and covert communications. Some of these applications imply the presence of an adversary attempting to disrupt the transmission of information to the receiver; other applications involve a noisy, generally unknown, communication channel. Our focus is on the mathematical models, fundamental principles, and code design techniques that are applicable to data hiding. The approach draws from basic concepts in information theory, coding theory, game theory, and signal processing,and is illustrated with applications to the problem of hiding data in images.     

基于FPGA的高速多带ChirpBOK信号的产生与实现

Chirp信号具有抗干扰、对频偏和多普勒频移不敏感、以及多径分辨能力强等优点,广泛应用于无线数据通信、定位、雷达和成像等诸多领域。为了提高chirp通信的信息传输速率,采用了多带chirp信号作为信息传输的载体实现多带chirp通信。而多带chirp信号的产生是实现高速多带chirp通信的关键,文中基于FPGA技术,提出了复用双端口ROM的方法,实现了多带chirp信号产生。该方法具有占用存储资源少、易于用低端FPGA实现以及实现简单等优点,并通过XILINX Virtex-5系列FPGA XC5VLX30的实验平台进行了验证。     

基于FPGA IP核的中频接收与脉压设计

随着FPGA（现场可编程门阵列）在规模和性能上得到显著增强,意味着FPGA能够代替DSP或者某些专用芯片,实现数字信号处理中某些运算密集型的算法,并且能够获得更高的性能。在分析数字正交检波技术和数字脉压技术的基础上,介绍了一种基于FPGA芯片的数字中频接收机设计方案,该接收机能够实现线性调频信号的数字下变频和数字脉压功能。该设计采用FPGAIP核来实现,另外,还介绍了主要IP核的特性,并提出了一些简化方法,用以节约FPGA内部资源提高效率。     

用于版权管理的数字音频水印算法

该文提出了一种用于多媒体资料版权管理的自同步音频盲水印算法。由于版权应用需要通过解码结果得到素材的使用情况,对解码结果时间精度有一定要求,同时对鲁棒性和不可感知性要求也较高。针对之前算法存在鲁棒性不够,时间精度低的问题。该文提出的算法利用扩频的方法和音频信号的短时相关的特性提高嵌入水印的鲁棒性的同时,通过心理声学模型的应用改善算法的不可感知性。算法通过合理设计了水印信息帧结构和同步策略提高了解码结果的时间精度。实验结果表明,该文的方法在具有很高不可感知性的情况下,能够有效地抵抗各种常见的音频编辑操作。     

基于数字滤波的低频随机信号实时功率谱分析仪的实现

对于非平稳随机信号的功率谱分析,采用自相关函数傅里叶变换和直接傅里叶变换分析时,由于存在数据截断,二者从概念上都不能很好地反映随机信号的功率谱.采用参数谱估计方法,则不能实现等百分比带宽分析.对于噪声和结构振动等信号,需要进行等百分比带宽分析.采用滤波法进行功率谱分析,不存在数据截断带来的误差,还可方便地用于等百分比带宽的谱分析.利用数字滤波器可以实现时分和频分复用的特点,结合重抽样技术来实现整个频率轴上的实时功率谱分析.上述算法可以通过高速数字信号处理器(DSP)芯片实时地完成.文中介绍了基于数字滤波的低频随机信号实时功率谱分析仪的实现方法,并给出了实时算法的设计要点.     

数字音频水印算法用于调频广播监测的研究

本文分析了用于调频广播内容监测的一种数字音频水印算法。介绍了数字信号通过傅里叶变换和相位调整优化,对数字音频水印进行嵌入和检出的步骤,以及数字音频水印算法的特性和在调频广播监测中的应用研究。     

Blind and robust audio watermarking scheme based on SVD-DCT

Singular value decomposition (SVD) is a new and important transform technique in robust digital watermarking due to its different properties from the traditional transforms such as Discrete Cosine Transform (DCT) and Discrete Wavelet Transform (DWT). In this paper, we propose a new, blind and robust audio watermarking scheme based on SVD-DCT with the synchronization code technique. We embed a binary watermark into the high-frequency band of the SVD-DCT block blindly. Chaotic sequence is adopted as the synchronization code and inserted into the host signal. Experimental results show that the proposed watermarking method is comparable to, if not, better than SVD based method and several selected typical audio watermarking methods, even in the presence of various common signal processing attacks.     

基于奇异值分解的DCT域音频数字水印算法

提出了一种基于DCT直流分量的音频数字水印算法。算法根据音频信号在DCT域能量较大处可以隐藏较多信息的水印嵌入原则,结合音频信号在DCT域能量分布特征,首先把原音频信号先进行分段处理,然后对每段做DCT变换,找出水印嵌入点,实现了在一段音频信号中隐藏一幅二值图像的奇异值向量。实验结果表明,该算法对MP3压缩、低通滤波、重采样等恶性攻击具有较强的鲁棒性和不可感知性。     

基于Ethernet物理层芯片数字音频实时传输系统设计

介绍了基于以太网物理层芯片的数字音频实时传输系统设计和实现;以现场可编程门阵列(FPGA)与以太网物理层芯片DP83848C为核心给出了硬件与FPGA软件设计思路,实现了多通道数字音频实时性双向数据传输.     

基于FPGA的数字功率放大器的设计

以可编程器件XC2S200E为核心器件设计了一个数字功率放大器。设计中通过FPGA实现对音频信号的采样控制，并将采样的数字信号转换为脉宽调制（PWM）信号，然后驱动H桥电路，实现功率放大。设计采用先进的FPGA芯片和可靠的同步设计，具有很好的灵活性和稳定性。     

基于变分贝叶斯学习的音频水印盲检测方法

为了提高音频水印的检测性能,基于音频帧MFCC特征的统计特性,提出了一种音频水印盲检测方法。在音频帧的DCT系数上嵌入扩频水印,对嵌入水印的音频帧和原始音频帧分别提取MFCC特征进行训练,分别建立高斯混合模型,并通过变分贝叶斯学习方法估计出高斯混合模型的参数,检测时依据最大似然的原则。实验结果显示提出的方法在音频信号受到噪声干扰和恶意攻击的情况下,相对基于EM算法的方法在误检率上有明显降低,在小样本训练情况下具有更好的效果并且可以有效避免过拟合的问题。