数字音频水印的主要算法与应用研究

联想移动互联科技有限公司　张晓军



数字音频水印的主要算法与应用研究

联想移动互联科技有限公司张晓军

【摘要】目前国内经济飞速发展的同时也带动了一大批互联网产业的高速运行，互联网技术和多媒体技术的进步和发展，给人们的生产生活带来巨大的变化，人们可以自由的从互联网这个大的网络环境中下载音乐、视频、图片等数字化的多媒体数据，但是生活是把双刃剑，互联网带给人们进步和便利的同时，也带来不少的问题，网络音乐的随意的复制和粘贴和传播，造成了版权的被占有，因此，如何快速有效的保护数字化媒体的版权问题，成为当今数字化媒体数据的一个重要性问题。

【关键词】数字音频；水印；脆弱性；鲁棒性

数字水印技术被称为是解决版权问题的最佳方式，从具体的应用范围来看，可将水印分为图像技术的水印、视频技术的水印以及音频技术的水印。针对当前社会环境下的关于视频和图片的水印技术的研究是比较多的，这是由于当前水印技术和人类的听觉系统相比，人类的听觉比较灵敏，这对与数据的隐藏性来说是比较困难的。随着最新型的MP3、AC3等新一代压缩设备的大量出现，这是对于数字音频作品的知识产权的维护占据的比重越来越大。

1　数字音频水印的算法

1.1鲁棒性水印算法

根据时间域水印的不同，可将不对称的原始媒体数据进行以藏处理，时域水印算法的在时间域中可以直接隐藏数字音频。时域算法的优点是其本身的运算比较简单，通过对水印数据的和音频输入的过程进行加密的运算，安全性是可以得到保障的，，水印的嵌入和提取的速度都是非常快的。但是生活是把双刃剑。运算比较快的同时，其缺点也是比较明显的。对于信道的干扰和数据操作的抵抗能力来说是非常差的。最不重要位的算法和基于回声传播的算法在各个算法中最核心的算法。

最不重要为算法的一种将数据隐藏其他数据中简单插入式算法。最早出现在信息隐藏和数字音频水印技术领域的关键性技术出现，也是信息隐藏和数字音频水印领域中的主题构成之一，现在已经发展成为时间域的为代表的传统模式算法。两部算法的提高了LBS的鲁棒性和相关比率，使用一种新型的把计算方式将适应切入到LBS的较高等级中去，对于嵌入水印的进行噪音的相关消除工作。使用量不算法的优点也是十分明确的，对于相关MPEC文件的压缩和、性噪声的加入有较好的鲁棒性。实验结果表明含水印的音频音质比较出色并且在嵌入式原音频的损害较小。

回声隐藏的算法。他通过在时域引入的特定的声波将数据导入到音频的信号中去，利用HS5在时域性算法中的可隐藏性等特点在数字音频加入回声的算法，可表示为且司=x[司十一占]。其中：]表示原始音频信号；表示衰减率；占表示声音信号的终止。回升隐藏的信号通过在音频信号中引入不同的回声延迟来嵌入比特位数字0和1更为特殊的数据。

频率域水印的算法是将原始的媒体数据导入到含频率域的水印中，将水印的数据加入到某些变频的领域中去，在反复变换形成含有水印的成品数据。频域算法的优点十分明显，鲁棒性能极佳，在经历了各种处理和降噪以及重采样的攻击后，仍能保持最高的频率来进行计算，可靠性能非常棒。拼凑算法的概念是在1996年有Bender提出的，它是一种统和数据的计算方式，即在原始的音频信号中嵌入一个特定的统计数据。主要包括由一下部分构成：图像综合体A和B。其中将A的样本灰色度中增加一个常量，同时将B的样本灰色度减少一个常量，分别增加减少增加后的A和B做检测，检测中的A和B图像集合样本性能值相减，再将两个图像块的集合样本均值的差来计算。原始拼凑算法中存在的一些缺陷，拼凑算法中使用的假设登天荣誉随机样本的样本均匀的数据综合，实际上是样本平均值直接真的差异总合不大于零。

相位编码的计算方式则充分利用了HAS的一个特性，即人耳对于绝对相位的不敏感性和相对为数据的隐蔽性秘密型号的绝对相位的变化。基于该特点，将代表秘密数据的原始音频的参考相位与原始的音频的绝对相位做一个替换，并将其附属的其他音频段落记性修改整理，以保障各段落之间的绝对纤维的不会变化的产生某种。但是，生活是把双刃剑，有利也有弊，相位编码计算的缺陷也十分明显，当代表秘密数据的参考相位数据急剧变化时，会出现明显的偏差。他不仅影响秘密信息的隐蔽性，还会对接收方的译码难度大幅度增加。

1.2脆弱性音频水印算法

多媒体内容下载的完整性解决方案完全依靠脆弱性数字水印技术，从现在发表的内容来看，脆弱性音频水印算法主要由四个部分组成，完全璀错，一般脆弱、半脆弱和多功能水印的添加与一般性能的添加在原理上拉私活是完全相同的，数字信号的处理角度上来看，也是脆弱性的数字水印的检测对于篡改和定位数据修改和整理特征相融合来进行的。最终整合在所需要的原数据文件中。

双重水印算法的诞生则表示着水印的隐蔽度大幅度提高。在小于隐蔽的辐射度时嵌入水印。对于处在认证的长度来看是有损压缩的型号的，在相同的频率下，需要认证的长度是非常高的。求调制技术对与刻度下的离散变化的系数进行分变化的同时，也对该算法的缔造了简化心理学的模型，从未保障了嵌入和检测使用相同量的数据，脆弱性的水印算法在鲁棒性上表现明显，对于一般内容的处理和操作是极为简单的。

2　数字音频技术的应用

早期的数字水印技术的主要面对的数字图像处理系统的开发。从二十世纪九十年代初期“数字水印”的正式提出到现今社

会，数字水印技术获得了广泛的关注并且取得了长足的进步。

由于数字音频技术的本质是针对数字图像的在开放性网络上应用的一个多媒体数字的处理软件，主要是为了解决版权解封和保障版权问题而创立的一个新兴的研究技术，所以在数字产品的知识版权上的防伪标签。产权保障等方面上具有十分广阔的应用前景。

2.1认证

当音频设备被用于法庭、医学以及新闻等内容时，我们所需要是完整的，第一手没有经过修改的内容。针对这种情况，我们可以在完好的音频设备中加入脆弱性的水印，当有人试图篡改资料时，水印就会变得模糊不清甚至消失。这样当我们需要检查是否是第一手资料时，只要通过查看脆弱性水印的完好程度就可以证明资料的是否是经过修改的了。

2.2所有权的相关证明

原始的没有经过后期修改的音频设备所有人在其拥有的作品中插入一个水印，并且公布其水印作品的版本作品。当作品被盗版或者出现版权的纠纷时，所有者可以通过从盗版作品中获取其水印的完好程度来作为证据，保护自己赢得的权益。对于该领域的应用，水印技术必须具有很好的感知度、安全程度以及鲁棒性能。

2.3交易跟踪

当同一个音频产品多次在市场上流通售出时，其产品本身被多个授权者卖出时，为了避免其中一些经销商非法牟利，在不同授权者的用户手中进行非法的复刻再发行盈利，产品的拥有人可以在不同的音频设备内嵌入一个水印信息，例如用户的软件名称或者序列号，这种水印的算法被称数字式硬技术指纹认证。

2.4拷贝控制

该种水印信息的主要作用是识别音频设备中附带的有关内容，比如在光盘中夹杂的乐曲的简介作者信息作曲人以及购买流通渠道和访问连接等等。

3　结束语

数字多媒体技术推动了互联网技术的快富发展，使得数字多媒体技术的作品传输变得非常便利但是，由于互联网上盗版作品以及对存在版权问题的作品肆意的修整，使得作品的所有人和发行人造成了利益的丢失。数字水印技术也是目前国际和学术界一个讨论的热点问题，而数字音频技术的水印嵌入是该研究方向的一个核心重点。当前国内的数字音频技术的研究在国内还处在发展阶段，但是随着研究的不断深入，旧的问题得到解决的同时，新的问题也会不断出现。

参考文献

[1]张明阳.基于混沌加密的DWT音频水印算法研究[D].哈尔滨工业大学,2013.

[2]魏元喜.数字音频水印研究与系统实现[D].北京邮电大学,2014.

[3]田乃鲁.基于变换域的音频水印算法研究[D].南京理工大学,2013.