理论教育 音频水印A/D和D/A转换技术分析|网络信息隐藏与系统监测

音频水印A/D和D/A转换技术分析|网络信息隐藏与系统监测

时间:2023-11-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:在音频水印方法中,A/D和D/A转换的攻击性非常强,对算法设计提出了严格的挑战。由于音频水印的远程传输和提取具有广泛的应用价值,这些音频传播水印技术在国外已经受到极大重视并有所成果。此后,日本的Tachibana[3]建立了4种实时水印嵌入方法,可以将水印实时地隐藏到公共环境,如音乐演奏会的音乐。此后,日本的Toshio Modegi[6]设计了一套非接触水印提取方案,通过手机来广播或转存水印音频,然后通过计算机将秘密信息从转存的音频文件提取出来。

音频水印A/D和D/A转换技术分析|网络信息隐藏与系统监测

在音频水印方法中,A/D和D/A转换的攻击性非常强,对算法设计提出了严格的挑战。

总体来看,具有这种转换的类型可以划分为三种。第一种是基于电缆传输方式,以电话线传播和直通电缆连接为典型,所受干扰小。电话线方式是公用信道,能够传播很远,传输秘密水印的载体可以是话音或音乐等类型;而直通电缆方式一般在一个局部环境中。第二种是基于广播方式,通过广播媒体或专用频道进行传播。第三种是基于空气直接传播方式,由于会遭遇各种干扰,因此通常只能近距离设计。

由于音频水印的远程传输和提取具有广泛的应用价值,这些音频传播水印技术在国外已经受到极大重视并有所成果。在空气传播方面,法国的Gomes[1]通过计算机网络和耳麦设备,研究了数字水印技术在点对点语音通信中的应用方法,通过采用普通的PC声卡、音箱和麦克风,测试了距离1.5 m的空气传输带有水印的语音信息,在常规环境下没有检测错误。但是,该文没有给出具体隐藏方法。德国的Steinebach[2]详细研究了抗A/D和D/A转换中水印的鲁棒性,通过音箱播放嵌有水印的音频,再录制音箱播放出的声音以提取水印。文中考虑了录音点离音箱的距离,设定了5~400 cm的多个不同间距,同时使用了4种不同的麦克风,研究了5种音频类型的水印技术,在5~180 cm普遍获得了良好的提取效果。这是开展空气传播水印信息最早最全面的报道(2002年)。此后,日本的Tachibana[3]建立了4种实时水印嵌入方法,可以将水印实时地隐藏到公共环境,如音乐演奏会的音乐。设计的Sonic水印技术能够成功地在一个30 s 音乐片段内隐藏64位的消息,测试的空气传播距离为3 m,能够正确提取隐藏的消息。(www.daowen.com)

在电话网络传播方面,Martin[4]研究了将水印信息嵌入电话语音,以构建IP电话网络的入侵检测系统,水印的嵌入和提取速度超过了实时要求。加拿大的Chen[5]开展了模拟电话通道的隐藏,在误码率小于0.001时,其数据带宽达到了265 bps。此后,日本的Toshio Modegi[6]设计了一套非接触水印提取方案,通过手机来广播或转存水印音频,然后通过计算机将秘密信息从转存的音频文件提取出来。隐藏带宽达到61.5 bps,提取率高于90%。

可以看出,国外对音频水印在公共信息传播中的研究已经取得显著的成果,而国内在这方面的研究还停留在初级阶段。北京邮电大学完成了“替音电话”和电话传播的仿真设计,属于国内领先,但在抵抗A/D转换方面仍然欠缺。在直通电缆传播方面,项世军等人[7]采用了三段能量比值方法,嵌入的只是一串比特信息,提取效果比较好;王让定等人[8]采用的是量化方法,嵌入的是图片,提取效果一般,只可辨认。

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