《简单扩频语音水印算法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简单扩频语音水印算法（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4.3简单扩频语音水印算法原理简介n对音频水印的要求q不可感知性q稳健性q同步要求q盲水印原理简介n扩频是一种能在高噪声环境下可靠传输数据 的重要通讯技术，其原理是：信号在大于所需的带宽内进行传输，数 据的带宽扩频是通过一个与数据独立的码字 完成的，并且在接受端需要该码字的一个同 步接收，以进行解扩和数据恢复。原理简介n扩频通讯的特点：q占据频带很宽，每个频带上的能量很低；即使几 个频段的信号丢失，仍可恢复信号，利用相互正 交的扩频码，可以在一个宽频带内同时传输很多 路信号。q扩频通信具有拦截概率小、抗干扰能力强的优点 。原理简介n可以利用扩频的上述优点设计水印算法n本例中设计一种简单的算法：
2、利用正交的PN 序列代表0，1信号，并将其叠加到信号DCT 域。（因为本身算法的为了扩频，所以应该 在频域上研究问题）提取水印时，利用PN序 列的正交性可以较为准确地恢复水印。原理简介nPN序列qPN序列（Pseudo-noise Sequence）伪噪声序列 q这类序列具有类似随机噪声的一些统计特性，但和真 正的随机信号不同，它可以重复产生和处理，故称作 伪随机噪声序列。 qPN序列一般用于扩展信号频谱。 PN序列的扩频是指 用一个序列去乘以一个信息符号，序列码片的时间远 小于信息符号的时间，由信号的时间与频谱的关系， 我们可以知道扩频后的序列的频谱是展宽的。q由于PN序列的相关性很低，只有
3、在发送的PN序列和 接收的PN序列相同，并且其码片同步时才能得到一个 相关峰了。当发射时，信号的功率是低于噪声的功率 的，如果不知道PN序列，则较难得知码片的信息了。 因此，扩频通信具有一定的加密性。原理简介n时域到频域变换的原因：q时域是信号在时间轴随时间变化的总体概括。q频域是把时域波形的表达式做傅立叶变化得到复 频域的表达式，所画出的波形就是频谱图。是描 述频率变化和幅度变化的关系。q时域做频谱分析变换到频域q在时域中我们研究信号的时间特性，在频域中我 们研究信号的频率特性。q由于信号往往在频域比在时域更加简单、直观， 所以大部分信号分析的工作是在频域进行的。原理简介n三种时域到频域变换
4、的区别：qFTP：离散傅里叶变换，对于连续信号的静态变 换；qDWT：离散小波变换，对短时间（瞬间）信号的 动态变换；qDCT：离散余弦变换，对连续信号的动态变换。实验目的n了解扩频通信原理，掌握扩频水印算法的基 本原理，设计并实现一种基于音频的扩频水 印算法，了解参数对水印算法的影响。实验步骤n算法分为四个部分实现：qPN产生函数；q隐藏算法；q提取算法；q测试脚本；实验步骤n测试脚本：q水印的音频；q提取选择载体音频；q产生水印或秘密信息（例如，没256个样本点嵌入1比特信 息，由载体大小计算最多可嵌入多少比特秘密信息）；q产生PN序列；q选择嵌入强度，嵌入水印；q保存携带水印的音频，可利
5、用音频处理软件对音频进行格 式转换、重采样等攻击，观察攻击后的水印的恢复情况；q选择携带水印；q计算误码率；n% 1 select cover audioqfname, pname = uigetfile(*.wav, Select cover audio);qsourcename = strcat(pname, fname); qs = wavread(sourcename);qs_len = length(s);n n% 2 generate msg to be embeddedqfrag = 256;qmsg_len = floor(s_len / frag);qmsg = randsr
6、c(1, msg_len, 0 1);n n% 3 generate PNqdegree = 7;qpn0 = 2 * pn_gen(degree 6 0, zeros(1, degree - 1) 1, 0) -1;qpn1 = 2 * pn_gen(degree 6 0, zeros(1, degree - 1) 1, 1) -1;n n% 4 embed msgqatten = 0.005;qbld = hide_ds(frag, msg, s, atten, pn0, pn1);q n% 5 save the stegoed-audioqwavwrite(bld, 8e+3, hide
7、.wav);n% 6 select stegoed-audioqfname, pname = uigetfile(*.wav, Select stegoed-audio);qsourcename = strcat(pname, fname); qsteg = wavread(sourcename);n n% 7 extract msgqout = dh_ds(frag, steg, pn0, pn1);n n% 8 compute ebrqfid = 1;qebr = sum(abs(msg - out) / s_len;qfprintf(fid, ebr:%fn, ebr);其他采用扩频技术实现水印嵌入的方法n基于扩频技术的关系数据库数字水印算法n基本思想是：对于不同的授权者给予不同的密钥来产 生特定的水印信号，并将这些水印信号嵌入 到数据库的部分数值型元组中，以此来保护 数据库版权。基于扩频技术来实现数据库水印嵌入 的优势：n在对数据库进行增加、删除或修改攻击后， 仍然能检测出版权水印信息。n在使用已经嵌入版权水印信息的数据时，使 用者不用感觉到水印的存在。n一旦发现数据库可能被非法使用，可通过检 测可疑数据库是否含有水印来判断数据库是 否被盗用，已达到版权保护的目的。数据库水印的解决方案n扩频技术的运用：
