【文章內(nèi)容簡介】 ，1=n= N/8；對每一個(gè)BX(m，n)進(jìn)行DCT 變換： =DCT(BX(m，n))；對每一個(gè)和BW(m，n)，si 為從的中頻選出的加載的位置，l=i= (8P/M)*(8Q/N)，ti 為水印BW(m，n)的位置坐標(biāo)l=i=(8P/M)*(8Q/N)；=a*Bw(m，n)(ti)，其中a 是加權(quán)系數(shù)，用來代替得到加載水印后的圖像；對以上得到的每一個(gè)進(jìn)行逆DCT 變換：。并將各方塊IDBX(m，n)合并為一個(gè)整圖。即加載了水印的新圖像。水印的提?。涸谀承┧∠到y(tǒng)中，水印可以被精確地提取出來，這一過程被稱作水印提取。例如在完整性確認(rèn)的應(yīng)用中，必須能夠精確地提取出嵌入的水印，并且通過水印的完整性來確認(rèn)多媒體數(shù)據(jù)的完整性。如果提取出的水印發(fā)生了部分的變化，最好還能夠通過變化的水印的位置來確定原始數(shù)據(jù)被篡改的位置。水印在提取時(shí)可以需要原始圖像的參與，也可以不需要原始圖像的參與。圖2 是水印提取的框圖。虛線部分表示在提取或判斷水印信號時(shí)原始圖像不是必需的。基于DCT域的語音端點(diǎn)提取的具體算法：讀取原始圖像和黑白水印圖像到二維數(shù)組I 與J；將原像I 分割為互不覆蓋的圖像塊，1=x，y=8，L=1，2…M*M/64，對進(jìn)行DCT 變換，得到；取黑白水印圖像中的一個(gè)元素J(p，q).嵌入原始圖像塊的DCT 的低頻系數(shù)中；對嵌入水印信息后的圖像塊進(jìn)行反DCT 變換；得到；合并圖像塊，得到嵌入黑白水印后的圖像。水印檢測：水印在檢測時(shí)可以需要原始圖像的參與，也可以不需要原始圖像的參與。但將水印技術(shù)用于圖像的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布和傳播時(shí)，如果檢測時(shí)需要使用原始圖像則是個(gè)缺陷，因此，當(dāng)前大多數(shù)的水印檢測算法不需要原始圖像的參與。圖3 。水印攻擊測試：由于語音端點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)遭到各種各樣的攻擊，因此對算法進(jìn)行攻擊測試是衡量一個(gè)水印算法優(yōu)劣的重要手段。首先對嵌入水印后的圖像進(jìn)行JPEG 壓縮(一種水印攻擊)，而后從壓縮的圖像中提取出水印，看到DCT 域的水印算法抵抗JPEG 壓縮攻擊的效果是比較好的。 本章算法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 本實(shí)驗(yàn)采用把DCT變換的直流分量作為水印載體嵌入提取對策,提升了語音端點(diǎn)的品質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)采用嵌入準(zhǔn)則采用乘法準(zhǔn)則：x(K)=x0(K)*{1+ a*w(k)}。采用圖像大小256*256如圖6，水印圖像大小為32*32如圖7。 圖8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果從上圖中可明顯看出：嵌入水印信息后，原圖與嵌入水印信息后的圖像在視覺效果上沒有明顯分別，用肉眼幾乎分辨不出，這說明這種算法充分利用了人眼的視覺冗余特性，水印的不可見性相當(dāng)好，圖像在嵌入水印前后視覺效果改變不大，不影響圖像的正常使用。另外嵌入水印后的圖像經(jīng)過JPEG 壓縮后，還能從中提取出比較清晰的水印信息，可見，這種嵌入算法的抗攻擊性較好，而且檢測和提取易于實(shí)現(xiàn)，具有很好的實(shí)用性。4小波變換在數(shù)字音頻水印中的應(yīng)用隨著MPMPEG、AC3等新一代壓縮標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用，對數(shù)字音頻作品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)顯得越來越重要。特別是隨著新一代音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG4的提出，使得基于小波變換的音頻水印技術(shù)越來越突顯其良好的多分辨率表示、時(shí)頻局部分析的優(yōu)勢，成為當(dāng)前的一個(gè)重要的課題。目前在語音端點(diǎn)和信息隱藏中，已經(jīng)出現(xiàn)一些優(yōu)秀的基于小波變換的算法，并且多數(shù)要優(yōu)于相同條件下基于FFT、DCT等傳統(tǒng)變換的算法。數(shù)字音頻水印是永久嵌入在音頻信號（宿主數(shù)據(jù)）中的具有可鑒別性的數(shù)字信號。一般來說，數(shù)字音頻水印的主要性能指標(biāo)包括：不可感知性、穩(wěn)健性和水印的容量。這三者互相牽制，他們之間相互依存又互為矛盾[2]。一般來說，水印的容量越大，穩(wěn)健性越好，但是其不可感知性也越差。要同時(shí)獲得水印好的穩(wěn)健性和不可察覺性，就只能減少水印嵌入的信息量。因此在實(shí)際運(yùn)用中要根據(jù)需求，在上述三者之間尋求一個(gè)平衡。（1）不可感知性不可感知性就是要求水印嵌入后，不影響原始音頻的質(zhì)量，即聽覺上不可感知。一般分為主觀和客觀標(biāo)準(zhǔn)。①主觀評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由于含有保密信息的音頻信號最終接收者是人，所以主觀評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是最終的，也是可靠的。音頻水印中常用的主觀標(biāo)準(zhǔn)稱為平均觀點(diǎn)分（Mean Opinion Score，MOS）。測試者根據(jù)音質(zhì)好壞來打分，一般是五分制，得分為5或者越接近5，就意味著2個(gè)音頻數(shù)據(jù)之間幾乎沒有差別。②客觀評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)信噪比（SNR）是一個(gè)質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)，公式如下：（3）其中，和分別為原始音頻信號和含水印的音頻信號。早期音頻水印算法一般采用信噪比來計(jì)算原始音頻與加入了水印的音頻之間的SNR。國際留聲機(jī)聯(lián)盟（IFPI）要求水印音頻至少可以提供20 dB或者更高的SNR。由于基于SNR的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)沒有考慮到人類聽覺系統(tǒng)特性，如一個(gè)微小的線性伸縮在主觀上聽覺質(zhì)量幾乎沒有任何變化，但SNR會(huì)降得很低。，被認(rèn)為是很好的客觀聽覺質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)用于音頻水印技術(shù)。（2）穩(wěn)健性穩(wěn)健性又稱魯棒性用以衡量水印抗攻擊的能力，即要求水印本身應(yīng)能經(jīng)受得住各種有意無意的攻擊。典型的攻擊有添加噪聲、數(shù)據(jù)壓縮、濾波、重采樣、A /D D /A轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)攻擊等。文獻(xiàn)[5]中用分級的形式來表示水印的穩(wěn)健性，從零級到最高級，零級表示無穩(wěn)健型。實(shí)際運(yùn)用中，常用的衡量水印抗攻擊能力的是誤碼率（Bit Error Rate，BER）。1）位錯(cuò)誤率（BER：Bit Error Rate）定義：假設(shè)嵌入某載體的保密信息為位，在某種提取策略下，從隱藏有保密信息的載體中或受到某種攻擊的隱秘載體中提取了與隱藏時(shí)相同長度的保密信息序列，則定義為：即在收到各種攻擊后提取得到的水印與原始水印之間不同比特所占的百分率。2) 歸一化相關(guān)系數(shù) (Normalized Correlation Coefficient)為了消除觀測者的經(jīng)驗(yàn)、身體條件、實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備等多種主、客觀因素的影響，通常采用歸一化相關(guān)系數(shù)對提取的保密信息序列和原始信息序列的相似性進(jìn)行定理評價(jià)，定義為：IFPI也做出了關(guān)于音頻水印穩(wěn)健型的定義，要求穩(wěn)健音頻水印滿足加性或乘性噪聲、MP3壓縮、2個(gè)連續(xù)的D/A和A/D轉(zhuǎn)換、時(shí)間拉伸、重采樣、重量化、濾波等。（3）水印數(shù)據(jù)嵌入量水印數(shù)據(jù)嵌入量，也叫水印帶寬，指單位長度的音頻中可嵌入的信息量，通常用比特率表示。IFPI要求嵌入水印的數(shù)據(jù)信道至少要有20 bit/s。對于版權(quán)保護(hù)通常認(rèn)為只需要幾十比特的水印信息即可。除了上述3個(gè)相互依存且矛盾的指標(biāo)，數(shù)字音頻水印還應(yīng)該滿足：水印算法必須具備某種同步機(jī)制，以對抗時(shí)域上的同步攻擊；水印應(yīng)易于提取，嵌入和檢測的計(jì)算量要低；水印檢測不應(yīng)需要原始音頻，即實(shí)現(xiàn)盲檢測；水印算法應(yīng)該公開，安全性最好依賴于密鑰而不是算法的秘密性。 DWT域音頻水印算法小波變換的基本思想是將原始信號經(jīng)伸縮及平移（將原始信號用一組不同尺度的帶通濾波器進(jìn)行濾波）后，將信號分解為一系列具有不同空間分辨率（不同通道）、不同頻率特性和方向特性的子帶信號，這些子帶信號具有良好的時(shí)域、頻域等局部特性，這些特征可用來表示原始信號局部特征，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對信號時(shí)間、頻率的局部化分析。本文介紹一種基于小波變換的水印隱藏和檢測算法,小波變換將信號分解到時(shí)域和尺度域上,不同的尺度對應(yīng)不同的頻率范圍,因此對于語音信號這樣的時(shí)變信號而言,小波變換是一種很適合的工具. 水印隱藏算法描述如下：選擇適當(dāng)?shù)男〔ɑ鶎υ颊Z音信號進(jìn)行3級分解,對前L級的差別分量保留,不予處理,對第3級的詳細(xì)分量進(jìn)行后面的處理.（L=3）假設(shè)需要隱藏的水印信號的長度為N,選擇中絕對值最大的前N個(gè)值, 水印隱藏算法采用如下公式：=。用小波反變換恢復(fù)隱藏了水印的語音信號.語音信號在傳輸過程中可能經(jīng)過各種處理,如受到噪聲的干擾,經(jīng)過各種濾波處理,語音的有損壓縮,D/A,A/D變換,。在水印檢測端(作者本人或第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)),原始的語音信號以及水印信號需保留以備檢測時(shí)用。水印檢測算法描述如下：對接收到的信號進(jìn)行同樣的小波變換。對第3級的詳細(xì)分量,利用原始語音信號找到隱藏了N個(gè)隨機(jī)數(shù)的位置,求出。.這一算法的優(yōu)點(diǎn)首先在于其算法簡單,利用了小波變換快速、簡單的特點(diǎn)。第二,這一算法的抗干擾能力很強(qiáng)因?yàn)樗⌒盘栯[藏在信號第3級的詳細(xì)分量中,即是把水印信號放在語音信號能量最大的部分——低頻部分,如果這一部分信號受到較大的改變,還原出語音的音質(zhì)將會(huì)嚴(yán)重下降,所以一般信號處理(如濾波、壓縮、變換等),為了保留原始語音信號的音質(zhì)等特點(diǎn),影響的大部分是語音的高頻部分,即使水印信號受到影響,把水印信號與語音信號的能量最大部分捆綁在一起,一方面語音信號遮蓋了水印的影響,使其不易被發(fā)覺。另一方面即使音質(zhì)受到一定的破壞,只要語音信號有一定的可懂度,?？偟膩碚f，變換域水印方法與時(shí)域水印方法相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）在變換域中嵌入的水印信號能量可以散步到空間域的所有位置上，有利于保證水印的不可察覺性。2）在變換域，人類視覺系統(tǒng)和聽覺系統(tǒng)的某些特征（如頻率掩蔽效應(yīng)）可以更方便地結(jié)合到水印的編碼過程中。3）變換域的方法可與數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)相兼容，從而實(shí)現(xiàn)在壓縮域內(nèi)的水印算法，同時(shí)，也能抵抗相應(yīng)的有損壓縮。 DCT域音頻水印算法離散余弦變換（Discrete Cosine Transform）簡稱DCT，離散余弦變換是數(shù)字信號處理技術(shù)中最常用的線性變換之一，不僅具有很好的能量壓縮能力，而且去相關(guān)能力也較強(qiáng)。語音信號經(jīng)過DCT變換后，大部分能量都集中在低頻部分。聽覺系統(tǒng)最重要的分量上對應(yīng)于DCT域中的中、低頻系數(shù)，所以把水印信號嵌入在中、低頻的算法一般都具有較好的抗JPEG壓縮、MPEG壓縮和抗縮放重采樣等特性。在大多數(shù)早期的水印算法中,為了保證水印的不可聽性,在原始音頻采樣點(diǎn)的最低有效位(LSB)上嵌入水印。在DCT域,與LSB方法等效的做法是把水印嵌入到高頻系數(shù)中。這對音頻水印載體的聽覺質(zhì)量非常有利,但由于音頻信號的高頻區(qū)對常見的信號處理和噪聲比較敏感,這些算法所產(chǎn)生的水印魯棒性較差。為提高魯棒性,Cox等人提出水印應(yīng)放在聽覺系統(tǒng)最重要的分量上(對應(yīng)于DCT域中的低頻系數(shù)),其理由是聽覺上重要的分量是音頻信號的主要成分,攜帶較多的信號能量,在音頻信號有一定失真的情況下仍能保留主要成分。因此,若水印嵌入到聽覺重要的分量上,則魯棒性較好。同時(shí),為了保證不可聽性,對聽覺上重要的分量的改變應(yīng)小心進(jìn)行。一些學(xué)者則進(jìn)行了折衷,把水印放在DCT域的中頻系數(shù)上。將中頻系數(shù)定義為每一段的第2個(gè)DCT系數(shù),從而將水印嵌入到音頻載體信號的中頻系數(shù)上。針對語音端點(diǎn),黃繼武等人提出DC的DC分量比AC分量有更大的感覺容量,水印應(yīng)該更多的嵌入在DCT的DC分量上。而在音頻水印中,還沒有研究者提出一個(gè)統(tǒng)一的、定量的標(biāo)準(zhǔn)來確定嵌入位置的選擇策略。水印隱藏算法描述如下：1） 讀入原始水印圖像；2） 讀入原始音頻信號，對其進(jìn)行分段離散余弦變換（DCT變換）得到，步長k=1000；3） 對每段DCT系數(shù)排序找出中頻系數(shù)；4） 通過修改中頻系數(shù)來實(shí)現(xiàn)水印圖像的嵌入，水印嵌入算法采用如下公式：（9）5） 并記錄被修改的系數(shù)和序號；6） 對其進(jìn)行DCT反變換，得到嵌入水印的音頻信號；7）水印的提取，利用式（9）的逆運(yùn)算即可提取。DWT域算法嵌入水印前后波形的對比如下圖所示：DCT域算法嵌入水印前后波形的對比如下圖所示：原始音頻嵌入水印后的音頻圖中看不出嵌入水印對音頻信號波形產(chǎn)生的影響，從聽覺上也感覺不出嵌入水印后音頻質(zhì)量的變化。DCT域算法DWT域算法SNR/db由上表可知，DCT域算法的不可感知性比DWT域音頻水印算法好，但相差不是很大，人耳不能分辨出差別。DCT域算法DWT域算法原始水印提取水印BER001實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DCT和DWT算法都有較好的水印不可見性，具有很較好的魯棒性。但從算法實(shí)現(xiàn)方法上來看，DWT算法和DCT算法各有靈活性。從效果上來看，DWT算法明顯好于DCT算法。這都預(yù)示著DWT算法在語音端點(diǎn)領(lǐng)域有著更廣闊的發(fā)展前景。怎樣評價(jià)算法的性能，目前還沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可供參考，比如水印的不可見性評價(jià)只是一個(gè)十分模糊的概念，為了衡量其不可見性，就需要建立一種與視覺特性相匹配的標(biāo)準(zhǔn)，這并不是一件容易的工作。同樣，水印的魯棒性評價(jià)也缺乏一個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)。5視頻水印概述及算法分析 視頻水印的分類對于視頻水印技術(shù)可以作如下分類。根據(jù)水印技術(shù)與數(shù)字視頻編碼系統(tǒng)結(jié)合方式的不同對視頻水印算法主要分為兩類，即基于原始域視頻水印算法和基于壓縮域視頻水印算法?；谠加蛞曨l水印技術(shù)大多來自較為成熟的靜止語音端點(diǎn)技術(shù)，按照水印嵌入過程可分為兩類方案，一種是利用空間域圖像自身特性直接在空間域內(nèi)完成水印信息的嵌入:另一種是在變換域內(nèi)進(jìn)行水印信息嵌入?；趬嚎s域視頻水印技術(shù)又可以分為內(nèi)置式水印算法和后置式水印算法。前者要與視頻壓縮編碼算法整合，在水印嵌入過程中，此類算法具有能夠主動(dòng)利用編碼過程中產(chǎn)生的各種信息對水印信息嵌入進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)控的優(yōu)勢。后置式水印可以不需要完全進(jìn)行視頻解碼和重編碼的過程，所以能滿足實(shí)際