【正文】 四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗。 在目前的數(shù)字水印技術(shù)的研究中，對數(shù)字圖像水印的研究占據(jù)了絕大部分，而音頻水印的研究卻相對較少，在今后相當(dāng)長的時間里，數(shù)字音頻信息安全必將成為一個重要的研究課題。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 水印圖像 圖 未加噪聲提取出的水印圖像 Figure Without noise extracted watermark image 在加入水印的音頻中加入高斯白噪聲，使用函數(shù) awgn(x,SN R)，其中 SNR=50db。我們選擇節(jié)點 [3,2]作為水印的嵌入點。 圖 原始水印圖像 Figure The origina l w atermark image 水印嵌入過程 在數(shù)字水印技術(shù)中，水印嵌入位置是影響水印對攻擊和攻擊方位的分析判斷能力的重要因素。這些小波包可以用于對給定信號進(jìn)行多種分析和解釋。 合法性攻擊指攻擊者利用法律條款中一些漏洞和不健全以達(dá)到攻擊的目的。同時在提取的時候能夠根據(jù)密鑰和算法，準(zhǔn)確的提取出水印信號。 、小波分析工具箱、數(shù)字信號處理工具箱 ,用來研究數(shù)字水印技術(shù)非常便捷。 國外研究現(xiàn)狀 目前的數(shù)字水印研究中，對于音頻水印的研究相對較少，一方面因為音頻單位時間內(nèi)的采樣點較少，可嵌入水印信息就要少，另一方面由于人類聽覺系統(tǒng)（ humanauditory system,HAS）要比人類視覺系統(tǒng)（ human visual system,HVS ）更加靈敏，也使音頻水印的嵌入更加困難。 數(shù)字水印的基本概念 提到數(shù)字水印，人們首先可能會想到人民幣中的水印。 數(shù)字水印技術(shù)（ digital watermarking）是一種信息隱藏技術(shù)，它的基本思想就是在數(shù)字圖像、音頻和視頻等數(shù)字產(chǎn)品中嵌入秘密信息，以便保護(hù)數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)，證明產(chǎn)品的真實可靠性，跟蹤盜版行 為或者提供產(chǎn)品的附加信息。本文所研究的數(shù)字音頻水印技術(shù)就是在數(shù)字音頻信號中嵌入水印。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 在國內(nèi)，清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)、中科院自動化所、浙江大學(xué)、國防科技大等 單位都有從事這一領(lǐng)域的學(xué)者。 。對數(shù)字水印系統(tǒng)的設(shè)計包括水印的生成、水印的嵌入、水印檢測或提取三個部分。小波分析克服了這一缺點，能較好地解決突變信號與非平穩(wěn)信號的問題，是空間 ( 時間 )和頻率的局部變換，更加有效地提取信號和分析局部信號。小波包變換是一種等能量交換，不會產(chǎn)生能量的損耗，能量會在各基于小波包域的音頻水印算法研究 14 個子帶之間進(jìn)行遷移，稱為能量泄露，這種泄露主要發(fā)生在頻率的分割邊緣處，這樣使得信號的能量在不同頻帶之間進(jìn)行了疊加，這對音頻水印也是有利的。但基于同樣的原因，低頻分量的變化對人耳的聽覺影響比較大，所以在低頻分量嵌入水印的同時為了保證水印的不可感知性，應(yīng)注意調(diào)整嵌入水印的系數(shù)，充分結(jié)合魯棒性和不可感知性的特性，達(dá)到較好的水印嵌入效果。水印點全部加入后，將這兩個矩陣 a 和 b 合成為一個矩陣。 45db 高斯白噪聲干擾提取出的水印圖像 水印圖像 圖 加入 45db噪聲后提取出的水印圖像與原始水印圖像 Figure After joining 45db noise extracted watermark image watermark image with the original 由以上加入噪聲提取的情況來看，本文用小波包處理語音信息的抗噪聲性能較好，在 50db 信噪比下可以較為正確的提取出水印信號。 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)?？梢圆捎糜坝?、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。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。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)。 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。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。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。 本次設(shè)計的水印提取過程我們采取比較檢測法。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）。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。 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。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。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。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)。 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。 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。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。 K 是標(biāo)示碼（也稱水印密碼）的集合。 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。水印不占用額外的帶寬。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。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。 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。三層小波包分解可以分解出 14 個下級節(jié)點，我們分別用 [1,0]、 [1,1]、 [2,0]、[2,1]、 [2,2]、 [2,3]、 [2,4]、 [3,0]、 [3,1]、 [3,2]、 [3,3]、 [3,4]、 [3,5]、[3,6]、 [3,7]表示這 14 個節(jié)點，每個節(jié)點都有其對應(yīng)的小波包系數(shù)分別用 cfs cfs1 cfs cfs2 cfs2 cfs2 cfs cfs3 cfs3cfs3 cfs3 cfs3 cfs3 cfs37 表示。 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2x 1 0521012原始語音圖像0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2x 1 0521012加水印語音圖