【正文】 究 16 波變換的低頻分量，也就是近似分量，集中了信號的大部分能量；而高頻部分則僅占有音頻信號的少部分能量，對大部分音頻處理都很敏感。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 4 基于小波包域的音頻水印算法的仿真實現(xiàn) 本章 主 要介 紹 了 基于 小 波包 域 的音 頻 水印 算 法的 詳 細(xì) 實現(xiàn) 過程，包括水印信號的生成，選擇水印嵌入點，水印的嵌入過程，水印提取過程及結(jié)果分析。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 小波包樹形結(jié)構(gòu)(0,0)(1,0) (1,1)(2,0) (2,1) (2,2) (2,3)(3,0) (3,1) (3,2) (3,3) (3,4) (3,5) (3,6) (3,7)0 . 5 1 1 . 5 2x 1 04 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 0 200 . 0 20 . 0 40 . 0 6節(jié)點（ 3 , 2 ）波形圖 圖 小波包樹形 結(jié)構(gòu) 圖 及節(jié) 點 （ 3,2）的 頻 率 圖 Figure Wavelet pac ket tree struc ture and node ( 3,2) frequenc y c hart 小波包域音頻水印算法優(yōu)勢 隨著水印技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在小波域水印算法的基礎(chǔ)上開始出現(xiàn)了小波包數(shù)字水印，進(jìn)一步解決了傳統(tǒng)小波域水印的問題，它能夠為信號提供更加精細(xì)的分析方法，將頻帶進(jìn)行多層劃分，對小波變換沒有細(xì)分的高頻信號進(jìn)一步分解，并能夠根據(jù)被分析信號的特征，自適應(yīng)地選擇相應(yīng)頻帶，使之與信號頻譜相匹配，從而提高時頻分辨率。由此，小波包 ? ? skk t ?)(p是包括尺度 函數(shù) )(0pt 和小波母函數(shù) )(1pt 在內(nèi)的 一個具有 一定聯(lián)系 的函數(shù)的集合。所以 ，在水印算法設(shè)計過程中，必須根據(jù)應(yīng)用的要求，考慮可能受到的攻擊方式，這樣才能設(shè)計出具有實用價值的水印算法。比如在完整性確認(rèn)應(yīng)用中，必須能夠精確地提取出插入的水印，并且通過水印的完整性來確認(rèn)多媒體數(shù)據(jù)的完 密鑰 水印嵌 入算法 水 印信息 載體數(shù)據(jù) 水印載體信息 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 整性。 通過以上分析，確定音頻水印算法的基本步驟，水印信號的產(chǎn)生，對音頻選擇水印嵌入點，水印的嵌入，水印的提取。水印不占用額外的帶寬。 ，闡述了音頻水印的基本概念，包括：音頻水印的基本原理，需求分析和研究方法，音頻水印的模型和性能分析等。 使用的數(shù)學(xué)工具 — MATLAB MATLAB 是 Mathwoks 公司推出的一套功能強大的工程設(shè)計和系統(tǒng)仿真軟件包。其后，又有研究者對上述幾種算法進(jìn)行了改進(jìn)和完善。 K 是標(biāo)示碼（也稱水印密碼）的集合。這個水印是在鈔票制作過程中直接嵌入到紙幣中的，因此人們很難偽造。我們可以在信息預(yù)處理、嵌入點選擇和調(diào)制控制等不同環(huán)節(jié)入手完成密鑰的嵌入。青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 引言 隨著以 Inter 為標(biāo)志的網(wǎng)絡(luò)時代的到來和電子商務(wù)為代表的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的興起，網(wǎng)絡(luò)信息安全問題也日益突出，數(shù)字信息可以很方便快捷的在世界范圍內(nèi)廣泛傳播，隨之而來的副作用就是惡意個人和團(tuán)體，可能在沒有得到作者或所有者許可的情況下，進(jìn)行非法拷貝和傳播，這使數(shù)字信息產(chǎn)品面臨嚴(yán)峻的考驗。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 1 緒論 課題背景 多媒體信息比傳統(tǒng)文字蘊含更大的信息量，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，多媒體教育在各個領(lǐng)域中占據(jù)著越來越重要的地位。當(dāng)然除了鈔票，水印還可以用于其它物理對象，甚至電信號中。 G 表示利用密鑰 K 和待嵌入水印的 X 共同生成水印的算法。隨著 1996 年在德國柏林的第一屆信息隱藏國際學(xué)術(shù)研討會的召開，數(shù)字水印技術(shù)的研究得到了迅速的發(fā)展，劍橋大學(xué)、 IBM 研究中心、 N EC 美國研究所、麻省理工學(xué)院等都進(jìn)行了廣泛深入的研究，并召開了專門的國際學(xué)術(shù)研討會進(jìn)行定期交流。它具備強大的數(shù)值計算和分析能力 ,許多復(fù)雜的計算問題只需短短的幾行代碼就可實現(xiàn)。 。是原始數(shù)據(jù)不可分離的一部分，并且它可以經(jīng)歷一些不破壞源數(shù)據(jù)使用價值或商用價值的操作而存活下來。 畫出各個步驟的原理框圖，安裝 MATLAB 軟件，編寫程序，用MATLAB 進(jìn)行仿真，得出結(jié)果。水印提取過程如圖 ()所示： 圖 水印提取過程 Figure Watermark extrac tion 音頻水印的常見攻擊和性能分析 與密碼學(xué)類似，數(shù)字水印技術(shù)在實際應(yīng)用中，必然面對遭受各種攻擊的現(xiàn)實問題，這就要求數(shù)字水印必須具備一定的抗攻擊能力，并且在各個不同的應(yīng)用場合中，所需具備的抗攻擊能力要求應(yīng)有所側(cè)重。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 3 基于小波包域的音頻水印算法的原理 小波的基本概念 長期以來，傅立葉變換一直是信號處理領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的一種分析手段。 由上述定義可知，小波包概念是在小波變換的基礎(chǔ)上，通過對母小波函數(shù)進(jìn)行伸縮、平移和調(diào)制運算進(jìn)一步提出來的。小波包對高頻子帶的進(jìn)一步分解極大地拓展了水印信息的嵌入空間，目前小波包水印技術(shù)得到了越來越多的關(guān)注。同時還對加入噪聲的信號進(jìn)行水印提取結(jié)果分析，通過加入不同信噪比的高斯白噪聲，對提取出的水印信號效果進(jìn)行比較，得出相應(yīng)結(jié)論。低頻分量部分對音頻信號是最為重要的，低通濾波、有損壓縮等操作都不會對這一部分?jǐn)?shù)據(jù)造成太大的影響。每個節(jié)點的頻率波形如下圖所示（縱坐標(biāo)標(biāo)示的數(shù)字代表節(jié)點）。矩陣 a 中的數(shù)據(jù)為 120xx，計算得出選擇隔 10 個點加入一個水印點。 本次設(shè)計的水印提取過程我們采取比較檢測法。 50db 高斯白噪聲干擾提取出的水印圖像 水印圖像 圖 加噪聲后提取的水印信號與原始信號 Figure Add after extraction of watermark signal noise with the original signal 同樣加入信噪比為 45db 的高斯白噪聲，加入 45db 白噪聲的加水印語音信號與原始語音信號波形圖如圖 所示。本文選擇的嵌入方法是加法規(guī)則，簡單方便，對信號質(zhì)量的影響不大，同時提取方便，且提取出的水印信號失真度很小，滿足我們對音頻信號的加密要求。盡我所知，除文中特別加以 標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計。 致 謝 四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵， 給了我很多解決問題 的思路， 在此表示衷心的感激。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝 他 耐心的輔導(dǎo)。 回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。 作者簽名： 日期： 年 月 日 基于小波包域的音頻水印算法研究 30 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 致 謝 時間飛逝， 大學(xué) 的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這 四年 的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的 印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。