【正文】 老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到 實(shí)際工作中去。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書(shū)寫(xiě)及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 雖然近幾年數(shù)字水印技術(shù)發(fā)展迅猛，但我們應(yīng)該看到，數(shù)字音頻信息安全技術(shù)還處于研究的起始階段，無(wú)論在理論研究上還是在應(yīng)用研究上都存在著很多尚待提高的技術(shù)問(wèn)題，其中包括： 1． 水印系統(tǒng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2x 1 0521012加入 45db 高斯白噪聲后的語(yǔ)音圖像0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2x 1 0521012原始語(yǔ)音圖像 圖 加入 45db 高斯白噪聲的加水印語(yǔ)音信號(hào)與原始語(yǔ)音信號(hào)波形圖 Figure Join 45db gaussian white noise of the speech signal with the 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 watermark primitive voice signal waveform 提取出的水印信號(hào)與原始水印信號(hào)比較如圖 所示 ,由圖可以看出，加入 45db 噪聲后，提取出的水印圖像失真較大，但是還是能辨別出水印的大體輪廓。具體操作步驟： 基于小波包域的音頻水印算法研究 22 首先把嵌入水印的語(yǔ)音信號(hào)讀入進(jìn)來(lái)，進(jìn)行三層小波包分解，得到 [3,2]節(jié)點(diǎn)的系數(shù) cf32，接下來(lái)把原始的語(yǔ)音信號(hào)讀入進(jìn)來(lái)，也進(jìn)行三層小波包分解，得到 [3,2]節(jié)點(diǎn)的系數(shù) cfs32。加入水印的時(shí)候牽扯到一個(gè)嵌入算法，本次設(shè)計(jì)我選擇在水印點(diǎn)為零時(shí)，在對(duì)應(yīng)的小波包系數(shù)上加上 ，水印點(diǎn)為一時(shí)，小波包系數(shù)不變。 本文選用的原始音頻信號(hào)系數(shù)點(diǎn)個(gè)數(shù)為 169344，第一層小波包分解后的小波包系數(shù)為 84675 個(gè)，第二層小波包分解后的小波包系數(shù)為 42341 個(gè)，第三層小波包分解后的小波包系數(shù)為 21174 個(gè)。所以，考慮到水印的魯棒性，應(yīng)將水印序列嵌入到音頻小波分解后的低頻分量為佳，這樣嵌入水印的能力就可以得到相應(yīng)的加強(qiáng)，提 高水印檢測(cè)的可靠性。 水印的生成 現(xiàn)今小波包域水印算法幾乎都是以偽隨機(jī)序列和二值圖像作為水印，本文選擇一張 30 40 黑白的二值圖像作為待嵌入的水印圖像，并采用圖像置亂技術(shù)進(jìn)行置亂預(yù)處理。 數(shù)字圖像進(jìn)行小波包空間分解時(shí)是將圖 像在各個(gè)子帶上進(jìn)行投影，各級(jí)小波包分解系數(shù)都是在不同尺度上按頻率段對(duì)原圖的近似，它們之間存在一定的相關(guān)性，小波包按照不同尺度和頻率將圖像進(jìn)行分解，分解級(jí)數(shù)每增大一級(jí)，分解后的頻率分布將全局受到影響，從而變得異常復(fù)雜甚至沒(méi)有規(guī)律可循，頻率的折迭和交錯(cuò)產(chǎn)生了許多偽頻率段與真實(shí)頻率段進(jìn)行的交錯(cuò)混亂，而且相互之間受到約束。小波包分析對(duì)小波分析沒(méi)有細(xì)分的高頻部分做了進(jìn)一步的分解，實(shí)現(xiàn)了頻帶的均勻劃分，把特征信號(hào)的能量集中到更小更均勻的頻帶中，擁有比小波變換更好的時(shí)頻特性。但它只是一種純頻域的分析方法，在時(shí)域上無(wú)任何定位能力，無(wú)法提供局部時(shí)間段上的頻率信息。這里列出一種比較常見(jiàn)的水印攻擊方法： 魯棒性攻擊是攻擊中最直接、最明顯的一種，指在不損害原圖像使用價(jià)值（但相比原含水印圖像的視覺(jué)質(zhì)量有所下降）的前提下減弱、移去或破壞其中的水印，也就是進(jìn)行各種信號(hào)處理操作。 基于小波包域的音頻水印算法研究 8 音頻水印研究的框圖模型 音頻水印是實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)的有效辦法，是多媒體信息安全研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，也是信息隱藏技術(shù)研究領(lǐng)域的重要分支。 數(shù)字水印可分為空間域數(shù)字水印和變換域數(shù)字水印兩大類(lèi)。小波的基本概念及局限性，小波包的概念及基本理論和算法優(yōu)勢(shì)。 MATLAB 針對(duì)不同的應(yīng)用學(xué)科推基于小波包域的音頻水印算法研究 6 出相應(yīng)的工具箱 ,如信號(hào)處理、圖像處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、最優(yōu)化、模糊邏輯、小波等 ,這些工具箱為各個(gè)領(lǐng)域的研究和工程應(yīng)用提供了有力的工具 ,可直觀、方便地進(jìn)行分 析、計(jì)算及設(shè)計(jì)工作 ,從而大大地節(jié)省了時(shí)間。青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 從 1999 年開(kāi)始，每年召開(kāi)一次多媒體信息安全與數(shù)字水印大會(huì)，其會(huì)議論文主要是關(guān)于數(shù)字水印技術(shù)方面的文章。 E 表示將水印 W 嵌入數(shù)字產(chǎn)品 X0 中的嵌入算法。音樂(lè)、圖像和視頻所代表的數(shù)字媒體就是一些常見(jiàn)的可嵌入水印的信號(hào)類(lèi)型。當(dāng)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和 Inter 的不斷擴(kuò)大，是多媒體信息能以不同的形式在網(wǎng)上方便快捷的傳輸。由 此，數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字水印技術(shù)實(shí)際上是通過(guò)對(duì)水印載體媒質(zhì)的分析，嵌入信息的預(yù)處理，信息 嵌入點(diǎn)的選擇，嵌入方式的設(shè)計(jì)嵌入基于小波包域的音頻水印算法研究 2 調(diào)制的控制等幾個(gè)相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行合理優(yōu)化，尋求滿(mǎn)足不可感知性，安全可靠性，穩(wěn)健性等等諸條件約束下的準(zhǔn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，而密鑰則是水印信息的重要組成部分。手拿一張 100 元的鈔票，如果在燈光下觀察帶有毛主 席像的一面，就會(huì)看到左側(cè)空白處有一個(gè)水印顯現(xiàn)。 W 代表所有可能水印信號(hào) W 的集合。國(guó)際上對(duì)音頻水印 技術(shù)的研究最早見(jiàn)于 1996 年， Bender等在文獻(xiàn)中提出了回聲編碼、擴(kuò)頻編碼和相位編碼等算法； 等人在文獻(xiàn)中提出了通過(guò)改變音頻信號(hào)采樣數(shù)據(jù)最低有效位來(lái)嵌入數(shù)字水印； Won Gyum K im 提出了在數(shù)字音頻信號(hào)中直接嵌入數(shù)字印章的算法，該方法在提取水印信號(hào)時(shí)不需要原始音頻信號(hào)的參與；Wu C hungP ing 等人提出了基于數(shù)字音頻信號(hào)內(nèi)容分析的離散傅立葉變換域水印嵌入算法，該算法在提取水印時(shí)不需要原始音頻信號(hào)，并且能夠抵抗常見(jiàn)的幾種攻擊； Boney 等將 C ox 方案應(yīng)用到音頻信號(hào)中，取得了很好的實(shí)驗(yàn) 效果。 對(duì)于目前的多水印研究，文獻(xiàn)中作者提出了一種基于小波變換域的雙水印算法，在圖像的 DWT 域嵌入一個(gè)識(shí)別水印和一個(gè)確認(rèn)水印，但沒(méi)有完成水印的盲提取；文獻(xiàn)提出了一種基于離 散余弦變換的雙水印算法，該算法在 DC T 域添加隨機(jī)序列作為魯棒性水印，然后通過(guò)實(shí)施適當(dāng)?shù)牧炕呗裕瑢?shí)現(xiàn)在魯棒水印的基礎(chǔ)上加入了脆弱性水印。 論文結(jié)構(gòu)安排 論文結(jié)構(gòu)安排如下： ，評(píng)述相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)于該研 究方向的進(jìn) 展情況，從而說(shuō)明選題的意義，及想要解決的問(wèn)題，所采用的方法及預(yù)測(cè)目標(biāo)。并且通過(guò)特殊的方式，可以從宿主信號(hào)中提取出水印或是檢測(cè)出它的存在性。 首先要對(duì)音頻水印的概念做深入 了解，掌握小波包對(duì)信號(hào)的變換方法，分析音頻水印的基本步驟。 ),(I w KWIF? （ 21） 有兩種常用的水印嵌入規(guī)則： iiwi awvv ?? （加法規(guī)則） （ 22） )1( iiwi awvv ?? （乘法規(guī)則） （ 23） 水印嵌 入過(guò)程如圖 ()所示： 圖 水印嵌入過(guò)程 Figure Watermark embedding proc edure 水印提?。? 在某些水印系統(tǒng)中，水印可以被精確地抽取出來(lái)，這一過(guò)程被稱(chēng)做水印提取，見(jiàn)圖。 水印載體數(shù)據(jù) 原始載體數(shù)據(jù) 密鑰 水印提取算法 水印信息 基于小波包域的音頻水印算法研究 10 綜上所述，針對(duì)數(shù)字水印的攻擊方法是多種多樣的，在實(shí)際的應(yīng)用中，攻擊者不會(huì)僅僅使用單一的手段，而是經(jīng)常結(jié)合多種攻擊手段進(jìn)行攻擊。 做進(jìn)一步推廣，記 ）（ tp )(0 ??t ， )()(p1 tt ?? 由以下遞推公式定義 )(ptk )2()(2)(p 2 ntpnht ksnk ?? ?? （ ） 基于小波包域的音頻水印算法研究 12 )2()(2)(12 ntpngtp sn kk ?? ??? （ ） 稱(chēng) ? ? skk t ?)(p 為 ）（ tp )(0 ??t 確定的小波包。給出了對(duì)一幅圖像進(jìn)行三層小波包分解的