理论教育 强鲁棒性音频水印算法及系统监测

强鲁棒性音频水印算法及系统监测

时间:2023-11-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:实验结果表明,该算法对于回声、低通滤波、MP3压缩等攻击具有较强的鲁棒性,但是对于抗音频幅度伸缩攻击的效果不是很好,并且取决于在提取的过程中会用到原始音频载体,这在一定程度上限制了算法的实际应用。文献[12]提出了一种具有强鲁棒性的自适应混合域数字音频水印算法。文献[14]提出了一种基于直接扩频序列的鲁棒音频水印算法,为了提高算法的鲁棒性,算法中引入了人类听觉系统以及直接扩频技术。

强鲁棒性音频水印算法及系统监测

作为信息隐藏技术的一个重要分支,进行作为版权保护应用的音频水印技术的研究学者越来越多。如何使音频水印算法具有很强的鲁棒性,将是音频信息隐藏技术的一个研究热点和难点,它是指在良好的不可感知性和一定的嵌入容量的前提下,能有效地抵抗重采样、重量化、加噪、低通滤波、MP3压缩、幅度变换、时间伸缩、去同步等攻击,仍然能从混合音频载体中正确地提取出秘密的水印信息。

文献[9]提出了一种基于离散小波变换的同步音频水印算法。该算法首先采用混沌序列对秘密信息进行置乱操作处理,以提高算法的鲁棒性,然后对音频载体进行分段并计算各段音频数据的能量,最后通过调整两段音频载体数据的能量关系来完成秘密水印信息的嵌入。实验结果表明,该算法具有良好的不可感知性,并对普通音频处理操作和剪裁有较好的鲁棒性,但对于MP3攻击和幅度伸缩变化攻击没有涉及。由守杰等人[10]提出了一种基于音频采样点倒置的新颖的信息隐藏算法。该算法利用混合音频经过各种不同攻击后的音频与原始音频相似度很高的特点,将秘密信息采用倒置的方法嵌入音频载体。为了提高算法的鲁棒性,该算法应用了同步机制。实验结果表明,该算法对于回声、低通滤波、MP3压缩等攻击具有较强的鲁棒性,但是对于抗音频幅度伸缩攻击的效果不是很好,并且取决于在提取的过程中会用到原始音频载体,这在一定程度上限制了算法的实际应用。雷赟等人[11]提出了一种使用短波窄带信号作为载体的自同步音频水印算法。为提高算法的鲁棒性,该算法采用同步信号来确定秘密信息的隐藏位置,同时还应用了RS纠错编码、冗余嵌入、双向调制、数据重组等技术。但该算法仅适用于窄带信号,而现有的音频信号一般是采样频率为32 kHz或44.1 kHz的宽带信号,因此该算法不便于实际应用。文献[12]提出了一种具有强鲁棒性的自适应混合域数字音频水印算法。该算法充分利用了离散余弦变换的能量压缩特性和DWT的多分辨率特性,利用人类听觉系统来确定量化步长,采用量化的方法将秘密水印信息嵌入音频载体。实验结果表明,该算法对于普通音频信号处理以及MP3压缩攻击具有很强的抵抗能力,但是对于音频常见的幅度伸缩攻击却没有提到。文献[13]提出了一种提高水印嵌入容量的音频水印算法。该算法通过修改低频幅度系数来嵌入秘密水印信息,但是算法是在时间域中嵌入水印,导致该算法的抗攻击能力不是很好。文献[14]提出了一种基于直接扩频序列的鲁棒音频水印算法,为了提高算法的鲁棒性,算法中引入了人类听觉系统以及直接扩频技术。该算法首先计算各分段音频区间的能量,然后通过能量与阈值的关系来确定静音位置,最后在随机的音频频域系数中嵌入扩频后的秘密水印序列。实验结果表明,该算法对于加噪攻击和常规的音频处理攻击有比较好的鲁棒性,而对于抗音频幅度伸缩攻击没有涉及,且该算法在确定静音点时利用了3个阈值,不便于算法的实际应用。文献[15]提出了一种基于跳频技术的新扩频水印算法,秘密水印的嵌入与提取过程采用跳频技术来完成。实验结果表明,使用跳频技术算法获得了更强的鲁棒性。文献[7,16]分别提出了在时间域和FFT域中基于直方图关系的鲁棒的信息隐藏算法,由于该算法在提取秘密信息的过程中仅仅需要比较音频直方图中三段区间的样本数据关系,因此算法具有很强的抗时间伸缩攻击和去同步攻击的能力,但是对于抗幅度伸缩变化攻击和加噪攻击的效果不是很好。文献[17]针对音频载体经受A/D和D/A攻击后波形失真以及时间线性伸缩的特点,提出了一个基于DWT的抗A/D和D/A变换的鲁棒的音频水印算法,该算法采用了基于三段能量关系的嵌入对策来完成秘密水印的嵌入。实验结果表明,该算法具有很强的抗A/D和D/A攻击性能,但是对于幅度伸缩变化攻击却没有提及。(www.daowen.com)

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