音频文件的数据隐藏（声音隐藏与实现）

摘　　要 随着音频压缩技术和互联网的快速发展，各类音频文件都可以轻易地在网上传输和下载。在得到便利的同时，数字音频作品的版权内容却可以被人随意地篡改以及非法传播，使得艺术作品的作者和发行者的利益受到极大损害，所以对音所有权的保护日益重要。 数字水印(Digital Watermarking)作为一种潜在的解决方案受到了广泛关注,并成为国际学术界研究的一个热点。它主要是将特制的不可见的标记，利用数字内嵌的方法隐藏在数字图像、声音、文档、图书、视频等数字产品中，用以证明原创造者对作品的所有权，并作为鉴定、起诉非法侵权的证据，同时通过对水印的探测和分析保证数字信息的完整性和可靠性，从而成为知识产权保和数字多媒体防伪的有效手段。 音频和视频水印的解决方案还不完善，大多数的视频水印算法实际上将其图像水印的结果直接应用于视频领域中，而没有考虑视频应用中大数据量以及近乎实时的特性。从今后的发展来看，视频水印和音频水印领域将有极为广阔的应用前景。因此如何设计成熟的、合乎国际规范的水印算法仍然悬而未决。 本课题通过对数字音频水印技术的学习，深刻理解当前流行的几种数字音频水印嵌入技术，并在Matlab7.0环境下提出一种基于时域掩蔽模型的音频水印嵌入和提取算法。 关键词：音频；数字水印；嵌入；提取；安全性 目　　录1　前言??? 11.1　研究背景和意义??? 11.2　国内外研究现状??? 11.3　数字水印嵌入研究的分类??? 21.4　MATLAB 简介??? 3２　数字水印技术简介??? 42.1　数字水印的基本概念??? 42.1.1　数字水印的关键问题??? 42.1.2　数字水印的分类??? 42.1.3　数字水印的特性要求??? 52.2　数字水印的应用??? 5３　音频数字水印系统??? 83.1　音频水印系统概述??? 83.2　数字音频水印系统的设计要求??? 83.3　数字音频水印技术常用策略??? 93.4　音频水印攻击??? 103.5　音频水印系统小结??? 10４　基于回声隐藏算法的音频水印??? 124.1　回声隐藏的基本思想??? 124.2　掩蔽效应??? 124.3　回声隐藏算法实现过程??? 124.4　小结??? 14５　基于回声隐藏音频数字水印系统实现??? 165.1　系统设计的背景和思路??? 165.2　数据准备??? 165.3　水印嵌入和提取的原理??? 165.3.1　水印嵌入??? 165.3.2　水印提取??? 175.4　音频水印嵌入和检测过程框架示意图??? 175.5　关键过程代码设计??? 185.6　系统实验结果??? 205.7　系统设计小结??? 21６　结论??? 22参考文献??? 23致谢??? 24 多媒体数据的数字化为多媒体信息的存取提供了极大的便利，极大地提高了信息表达的效率和准确性，其发布形式也愈加丰富。然而这也导致大量多媒体数据的非法扩散。因此如何既充分利用因特网的便利，又能有效地保护知识产权，已受到人们的高度重视。由于数字水印(digital watermarking)是实现版权保护的有效办法，因此如今已成为多媒体信息安全研究领域的一个热点。该技术即是通过在原始数据中嵌入秘密信息——水印(watermark)来证实该数据的所有权。数字水印技术必须具有较强的鲁棒性、安全性和透明性。数字水印的研究对象可以是文本、图像、音频、视频等[1]。目前关于图像的数字水印的研究较多。MPEG-1第三层(mp3)格式已经成为现在音频标准格式之一，然而许多map3文件来自盗版CD, Internet上肆无忌惮的复制和传播盗版音乐制品，使得艺术作品的作者和发行者的利益受到极大损害，所以对音所有权的保护日益重要。