摘要
近年来由于计算机网络技术的蓬勃发展，使得传统媒体产品越来越多向数字化转变，数字音频作品的存储、复制和传播变得越来越容易，这也导致了一系列的不良后果，例如一些音频作品随意被复制，篡改，版权纠纷问题时有发生。数字音频水印技术可以实现数字产品的版权保护，该技术可以通过在音频文件中嵌入秘密信息来实现版权保护的目的，目前针对音频的水印算法有很多，但这些算法都存在一定缺陷，其中水印算法的鲁棒性和透明性就是一个很难平衡的问题。回声隐藏技术和扩频技术都是数字水印技术的重要分支，本文以PN(Pseudo-Noise)序列的回声隐藏和完全互补码的扩频方式相结合，设计了一种基于扩频和回声的音频水印算法，来进一步提高水印算法的鲁棒性和透明性。 首先，提出了基于PN序列的回声隐藏方法，该方法在时域内均匀地扩展引入回声，同时利用每个音频带的短时能量值自适应地调整嵌入水印的衰减系数来完成载体音频的处理，并利用PN序列改变前后向回声内核的极性，对回声内核进行加密，能够在回声幅度很小的情况下保持高检测率，该方法能更好的体现水印的安全性和不可见性。 其次，综合分析了各种数字音频水印算法的不可见性、鲁棒性和安全性的基础上，结合回声隐藏思想和扩频思想提出了一种基于扩频和回声的水印算法。该算法采用完全互补码对水印序列进行扩频，由于完全互补码具有完全随机性，水印序列经过完全随机性的扩频调制，再结合PN序列的短时能量回声隐藏方法，将扩频调制后的水印信息叠加到音频信号的时域波形上，自适应地选择嵌入位置嵌入水印信息。完全互补码具有更好的抗噪声性能，可以提高水印的鲁棒性。 实验结果表明，本文提出的算法能满足水印具有良好的隐藏效果，在保证水印透明性的基础上，嵌入强度逐渐增大，水印信息的检测率在98％以上，对加噪声、滤波和重采样等攻击具有较强的鲁棒性，水印信息的检测率在90％以上，水印提取效果良好。通过改变发送端与接收端之间的距离和角度，得到的实验结果均有较高的信噪比和较低的误码率，设计的水印算法能够准确地检测到水印，该算法在保护音频作品版权方面有很大优势。
NETL