实验一声音信号的获取与处理 声音媒体是较早引入计算机系统的多媒体信息之一，从早期的利用PC机内置喇叭发声，发展到利用声卡在网上实现可视电话，声音一直是多媒体计算机中重要的媒体信息。在软件或多媒体作品中使用数字化声音是多媒体应用最基本、最常用的手段。通常所讲的数字化声音是数字化语音、声响和音乐的总称。在多媒体作品中可以通过声音直接表达信息、制造某种效果和气氛、演奏音乐等。逼真的数字声音和悦耳的音乐，拉近了计算机与人的距离，使计算机不仅能播放声音，而且能“听懂”人的声音是实现人机自然交流的重要方面之一。 采集(录音)、编辑、播放声音文件是声卡的基本功能,利用声卡及控制软件可实现对多种音源的采集工作。在本实验中，我们将利用声卡及几种声音处理软件，实现对声音信号的采集、编辑和处理。 实验所需软件： Windows录音机（Windows98内含） Creative WaveStudio(Creative Sound Blaster系列声卡自带) Syntrillium Cool Edit 2000(下载网址：https://www.doczj.com/doc/7d14611320.html,) 进行实验的基本配置： Intel Pentium 120 CPU或同级100%的兼容处理器 大于16MB的内存 8位以上的DirectX兼容声卡 1.1 实验目的和要求 本实验通过麦克风录制一段语音信号作为解说词并保存，通过线性输入录制一段音乐信号作为背景音乐并保存。为录制的解说词配背景音乐并作相应处理，制作出一段完整的带背景音乐的解说词。 1.2 预备知识 1．数字音频和模拟音频 模拟音频和数字音频在声音的录制和播放方面有很大不同。模拟声音的录制是将代表声音波形的电信号转换到适当的媒体上，如磁带或唱片。播放时将纪录在媒体上的信号还原为波形。模拟音频技术应用广泛，使用方便。但模拟的声音信号在多次重复转录后，会使模拟信号衰弱，造成失真。 数字音频就是将模拟的(连续的)声音波形数字化(离散化)，以便利用数字计算机进行处理，主要包括采样和量化两个方面。 2．数字音频的质量 数字音频的质量取决于采样频率和量化位数这两个重要参数。采样频率是对声音波形每秒钟进行采样的次数。人耳听觉的频率上限在2OkHz左右，根据采样理论，为了保证声音
数字信号处理课程设计报告 题目：语音信号水印技术系统设计 系（院）: 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 学年学期: 2013 ~ 2014 学年第学期 2013年月日
摘要 随着网络和信息技术的发展，越来越多的数字多媒体信息通过网络进行传播，与传统的模拟媒体相比，数字媒体产品的编辑、复制和传播都很方便，它一方面促进了社会的进步与发展，另一方面正是这些优点突出了版权问题。由于数字多媒体信息很容易被未经授权的用户复制，且采用传统密码方法加密，不能完全解决盗版问题。 数字水印技术正是应运而生的信息隐藏技术，它通过特定的水印算法把版权信息嵌入在数字产品中，被嵌入的可以是一段文字、标识、序列号等等，人们无法从表面上感知水印的存在，只有专用的检测仪器或计算机软件才可以检测出隐藏的数字水印，从而达到了保护数字作品的所有者利益的目的，并促进了数字产品的开发与使用。在数字产品中，音频数据产品的版权保护也显得越来越重要，因为随着数字化音像制品和音乐制品的大量制作与发行，一个令人关注的突出问题是网上下载音乐对传统CD 业的巨大冲击。音频水印技术主要利用了人类听觉模型，在不影响音频信号质量的前提下，将水印信息隐藏在人耳不能感知的位置，来隐藏水印数据。本文主要研究语音信号水印技术，利用小波变换的优点和特性对音频信号嵌入水印，并提取。使嵌入水印音频想好具有良好的安全性，鲁棒性和不可感知性。 关键词数字水印嵌入提取小波变换
目录 1 课题综述 (1) 1.1 数字水印技术的介绍 (1) 1.2 数字水印设计原理 (2) 2 系统分析与设计 (3) 2.1 涉及基础知识 (3) 2.2 算法的流程图 (5) 2.3 算法实现 (5) 3 代码编写 (7) 3.1 主要代码 (7) 3.2 程序调试 (10) 3.3 程序运行与测试 (10) 结论 (14) 致谢 (16) 参考文献 (17)
数字音频水印技术研究综述X 王向阳1o,杨红颖1 (1辽宁师范大学计算机与信息技术学院,116029,辽宁省大连市;o中国科学院软件研究所信息安全国家重点实验室,100039,北京市) 摘要:对数字音频水印技术的相关概念和现有各类算法进行了较为系统地描述与分析,并对数字音频水印技术的未来发展方向和前景进行了预测,以期进一步推动我国在此前沿领域的研究工作. 关键词:知识产权保护;数字音频水印;透明性;鲁棒性 中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1001_5337(2005)04_0119_06 1前言 伴随着网络技术(特别是Internet技术)与多媒体技术的飞速发展,数字信息的传输与利用日益变得频繁与广泛.鉴于数字信息极易被无限制任意编辑、复制与散布,从而导致数字媒体作品的原创者蒙受巨大经济损失,数字作品的知识产权保护已经成为一个迫切需要解决的关键问题.而传统加密技术只能提供小范围保护,且具有安全性不足和流通性较差等弱点.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[1].所谓数字水印技术,就是将一种特殊标志信息(伪随机序列或可识别图案文字)嵌入到数字媒体中,用以辨识数据的版权、合法使用者,从而认证或控制数据的使用.数字水印的分类方法多种多样.依据应用范围,通常可以把数字水印技术划分为图像水印技术、视频水印技术和音频水印技术. 近几年,对图像水印技术和视频水印技术(尤其是图像水印技术)的研究很多,而对于数字音频水印技术的研究却鲜有报道[2,3],这是由于:￥与图像和视频相比,音频信号在每个时间间隔内采样的点数要少得多,意味着音频信号中可嵌入的信息量要比可视媒体少得多.|人类听觉系统(HAS)要比人类视觉系统(HVS)灵敏得多,听觉上的不可知觉性实现起来要比视觉上困难得多.§数字音频水印对信号的同步有比较高的要求.然而,随着MP3、MPEG、AC-3等新一代压缩标准的广泛应用,对数字音频作品(例如音乐作品等)的知识产权保护显得越来越重要. 为了推动数字音频水印技术研究领域的发展,本文通过系统整理分析相关研究文献,对数字音频水印技术的相关概念、研究现状、未来研究方向进行了综述. 2数字音频水印技术简介 2.1典型数字音频水印系统模型 一般说来,完整的数字音频水印系统包括三个基本方面:水印的生成、水印的嵌入和水印的提取或检测.数字音频水印技术实际上是通过对原始数字音频的分析、水印信息的预处理、嵌入位置的选择、嵌入方式的设计、嵌入调制的控制等几个相关技术环节进行合理优化,寻求满足透明性、安全可靠性、鲁棒性等诸条件(参见2.2节)约束下的准最优化设计问题.而作为数字音频水印信息的重要组成部分)))密钥,则是每个设计方案的一个重要特色所在.往往可以在水印预处理、嵌入位置选择和调制控制等不同环节入手完成密钥的嵌入. 整个数字音频水印系统[4]的基本框架如图1和图2所示. 图1展示了数字音频水印的嵌入过程.该系统的输入是水印信息W、原始数字音频I和一个可选的私有公有密钥K.其中水印信息可以是任何形式 第31卷第4期2005年10月 曲阜师范大学学报 Journal of Qufu Normal University Vol.31No.4 Oct.2005 X收稿日期:2005-10-04 基金项目:辽宁省自然科学基金(20032100)和信息安全国家重点实验室开放基金(03-02)资助. 作者简介:王向阳,男,1965-,硕士,教授;主要研究方向:网络信息安全技术、多媒体信息处理技术.
音频数字水印 目录 1课题背景与现状 (2) 2研究的目的和意义 (4) 3方案设计和实施计划 (8) 4研究的主要内容 (10) 5创新点和结论 (10) 6成果的应用前景 (11) 7附录：个人工作总结 ................................................................................................ 错误！未定义书签。
1课题背景与现状 数字时代的到来，多媒体数字世界丰富多彩，数字产品几乎影响到每一个人的日常生活。信息媒体的数字化为信息的存取提供了极大的便利，同时也显著地提高了信息表达的效率和准确度。计算机网络通信技术特别是互联网的蓬勃发展，使得数据的交换和传输变成了一个相对简单且快捷的过程。人们借助于计算机、数字扫描仪、打印机等电子设备可以方便、迅速地将数字信息传达到世界各地，在国际互联网上发布自己的作品，传递重要的信息，进行各种学术交流和电子商务活动等等。如何保护这些与我们息息相关的数字产品，如版权保护、信息安全、数据认证以及访问控制等等，已受到日益重视并变得迫切需要了，因此数字水印在今天的计算机和互联网时代大有可为。 数字水印技术是近十年才发展起来的，它是信息隐藏学的一个分支。随着国内信息化程度的提高和电子商务逐渐走向实用，数字水印技术将会拥有更加广阔的应用前景。鉴于信息隐藏与数字水印技术的应用前景，众多知名研究机构如麻省理工学院的多媒体实验室、剑桥大学的多媒体实验室、IBM数字实验室、日立、NEC、SONY，PHILIPS、微软等都加入到信息隐藏和数字水印技术的研究和应用并取得了一定的成果。1996年5月，第一届国际信息隐藏学术研讨会(CIHW)在英国剑桥牛顿研究所召开，至今该研讨会已举办了四届。另外，在IEEE
1 引言 1.1课题背景 加密技术是保护数字内容最常见的方法，它通过对需保护的对象进行加密然后再进行传输。目前，已经出现了具有较高保密强度的加密算法，但在很多领域加密方法的应用已经越来越显现出它的局限性，因为绝大多数加密算法的强度严重依赖于计算机的计算能力，密码的可靠性往往由密钥的长度来保证，一旦传输的数据被非法劫取并解密后，加密的数据与普通数据一样不再受到任何保护。同时，由于加密后的数字内容在公开信道的传输过程中，表现形式是没有任何意义的乱码或噪声，这很容易引起非法攻击者的注意和兴趣。因此，随着计算机性能的提高，通过不断增加密钥长度来提高系统安全性的方法，是很难起到全面安全保障作用的。 信息隐藏是集多学科理论和技术于一身的新兴领域。与传统加密技术不同，信息隐藏技术利用人类感官对数字信号的感觉冗余，将秘密信息隐藏在具有明确意义的公开载体（音频、视频及图像等）中，不但隐藏了秘密信息的内容而且隐藏了秘密信息的存在，因此攻击者无法直观地判断载体中是否含有秘密信息，也无法提取或去除所隐藏的秘密信息。 1.2相关概念 WA V为微软公司(Microsoft)开发的一种声音格式，它符合RIFF(Resource Interchange File Format)文件规范,用于保存Windows平台的音频信息资源，被Windows平台及其应用程序所广泛支持，该格式也支持MSADPCM，CCITT A LAW等多种压缩运算法，支持多种音频数字，取样频率和声道，标准格式化的WA V文件和CD格式一样，也是44.1K的取样频率，16位量化数字，因此在声
音文件质量和CD相差无几！ WAV打开工具是WINDOWS的媒体播放器。 LSB（LeastSignificant Bits）算法：将秘密信息嵌入到载体图像像素值的最低有效位，也称最不显著位，改变这一位置对载体图像的品质影响最小。 信息隐藏：信息隐藏指在设计和确定模块时，使得一个模块内包含的特定信息（过程或数据），对于不需要这些信息的其他模块来说，是透明的。 1.3本文研究思路 由于人耳听觉系统（HAS）较之视觉系统（HVS）具有较宽的动态范围和较高的灵敏度，因此相对于图像和视频的信息隐藏而言，音频载体的信息隐藏技术更具有挑战性。目前主要的音频信息隐藏技术分为时域和变换域音频信息隐藏方法两类。 经典时域音频信息隐藏技术：到目前为止，公认比较成熟的时域音频信息隐藏技术有四种：最不重要位法、回声隐藏法、相位编码法、扩频法。 最不重要位（LSB）的隐藏算法是最早应用于音频信息隐藏领域的算法。它的基本思想是用秘密数据替换原始音频信号采样值的最低几个比特位，达到隐藏的目的。LSB算法具有计算复杂度低、可实时实现及通用性等优点，但其抵抗攻击的能力较弱。 回声隐藏法是通过引入回声来将秘密信息嵌入到载体中。与其他方法不同，回声隐藏法对载体音频信号的改变，考虑的是环境条件而不是随机噪声的特性，因而具有较强的抵抗主动攻击的能力。但信道噪声、任何形式的篡改都会直接影响算法的正确提取率。 而相位编码则是利用HAS对人耳对绝对相位的不敏感性及对相对相位的敏感性，将代表秘密信息的参考相位替换原始音频段的绝对相位，并对其他音频段进行相应调整，以保持各段之间的相对相位不变。
《音频信息的采集与编辑》说课稿 海口市第一中学张虹 一、教材分析 1、教材地位及作用： 《音频信息的采集与编辑》是新课程标准下的高二选修课《多媒体技术应用》中的第三章第二节的内容。这节课是在学生已经掌握了声音数字化的相关理论知识，以及在高一必修中学习了《数字音频的采集与简单加工》的基础上安排的一堂操作实践课，通过本节课的学习，可以让学生对数字音频信息的获取与加工有更清晰的认识，为以后的学习做好铺垫。 2、教学目标： 知识与技能： ①、了解声音获取的条件、途径及选用依据。 ②、进一步掌握音频信息获取、加工与合成的基本方法。 过程与方法： 通过让学生以小组协作的方式进行自主探究学习，增强解决问题的能力和实践的能力。 情感态度与价值观： ①、通过完成多媒体作品制作的学习活动，激发学生的创造的欲望和创新精神，培养学生正确评价、选择、运用信息的能力。 ②、通过小组协同合作学习，培养学生积极、合作、进取的品质。 3、教学重点、难点： 教学重点： ①、进一步掌握音频信息获取、加工与合成方法。 ②、让学生通过自主探讨学习提高解决实际问题的能力。
教学难点： 了解声音文件获取的条件、获取的途径及选用依据。 二、学情分析 高二年级的学生经过必修课的学习，已基本具备了音频信息采集与简单加工的能力，学生对学习制作多媒体作品的兴趣较高。但是正如哲学上所说，“存在就是差异”，由于各种原因，学生的信息技术水平存在着不同程度的差异，所以在这节课的学习过程中，以小组协作方式进行自主探究，可以使学生在合作的过程中互相学习，协同完成学习任务。 三、教学环境 能够连接网络的计算机教室，广播音响设备，学生一人一机，配备带话筒的耳麦。 多媒体广播系统，office软件,cool edit pro软件,供学生自主学习的课件等。 四、说教法： 为了完成本节课的教学目标，我以让学生完成一个“声音作品”为主线，主要采用到三种教学方法：问题情境教学法、任务驱动教学法、分层教学法。 1、问题情境教学法： “问题情境教学法”是以问题为中心，在老师的引导下，通过学生思考、讨论、交流等形式，对出现的问题进行探索、求解的教学方法。在这节课中，我根据教学内容，结合学生已有的知识经验，创设一个录制不了声音的问题情境，目的是让学生在思考、探索问题的实践过程中，了解声音获取的途径及声卡的功能。 2、任务驱动教学法： 任务驱动法是建立在建构主义教学理论上的一种教学方法，它主张通过让学生完成有意义的学习任务，从而获得知识，形成能力。它体现了“学生主体”的教学思想，有利于激发学生的学习积极性，让他们在自主探索和互相协作的学习过程中找出完成任务的方法，进而培养他们实践和创新能力。任务驱动在本节课中贯穿了学生的整个学习过程。 3、分层教学法：
第28卷 第4期 吉首大学学报(自然科学版)Vol.28 No.4 2007年7月J ournal of J ishou University(Natural Science Edi ti on)Jul.2007 文章编号:1007-2985(2007)04-0074-04 同步音频水印算法的实现 张国武,曾巧明 (中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙 410008) 摘 要:目前的音频水印算法缺乏有效的同步技术,笔者应用通信网同步方法,提出了一种快速重同步音频有意义音频水印算法.该算法利用时域水印技术嵌入同步信息,从而对抗音频在时间轴上可能受到的攻击,借助变换域基于小波变换增强音频的鲁棒性,水印为一幅二值图像.仿真实验表明该算法产生的水印在对抗加性Gaussian噪声、MP3压缩和裁剪等方面具有良好的稳健性,可用于数字音频产品的版权保护. 关键词:同步;小波变换;稳健性 中图分类号:TP301.6 文献标识码:A 数字水印技术是把数据(水印)嵌入到多媒体文件中去,以保护所有者对多媒体所拥有的版权.当所有者权益被侵犯时,可通过对水印的检测来得到证明.由于人的听觉系统(HAS)要比视觉系统(HVS)敏感,相对于静止图像和视频信号,在音频信号中嵌入数字水印更为困难[1].通常,音频数字水印应具有以下3个特性.(1)不可觉察性.加入水印后的语音信号比起原语音信号对人耳来讲应该是听起来无差别的;(2)鲁棒性.未被授权的个人或团体企图通过一些处理方法,去除或修改嵌入的水印信息时,会引起原语音信号音质的明显下降;而对于常见的信号处理操作,如传输、过滤、重采样、有损压缩等,嵌入的信息应损坏很小,并在一定正确概率的基础上可以被检测到;(3)可靠性.水印嵌入和检测方法对未被授权的第3方而言,应是保密且不能被轻易破解的,而那些合法的所有者或使用者,通过水印的检测过程,来证实自己的合法行为,以达到版权保护的目的.目前常用的音频水印技术[2],按水印嵌入方式来分可以分为2类:时域法和变换域法.时(空)域算法的算法简单、运行速度快,但抗干扰能力差.变换域法有离散傅里叶变换(DFT)算法、离散余弦变换(DCT)算法、离散小波变换(DWT)算法等,该类算法复杂度较高,但鲁棒性好.由于小波变换具有良好的时频局部特性,因此成为目前频域法水印的主流技术.目前,一些主要的算法,由于缺乏一种有效的同步机制,无法抵抗音频裁剪等攻击,水印的稳健性不强. 笔者研究了一种结合时域和变换域的音频水印算法,这种算法借鉴无线语音传输系统的同步技术,在时域上嵌入了同步信号,实现了语音信号受裁剪等攻击后的快速重同步.为了在满足不可感知性的前提下获得良好的抗噪声、MP3和裁剪等攻击的稳健性能,嵌入的水印信号将水印作为一幅二值图像来处理与隐藏,利用小波变换将水印嵌入到音频信息中.在水印提取时,使用了同步码检测技术,能够知道水印嵌入的起始点. 1 算法原理 由于语音信号是时间轴上的函数,剪裁等攻击会引起严重的同步错误.为了在检测时保持水印的同步,笔者提出了在隐藏有意义水印的同时,在语音信号中嵌入同步信息.一般来说,同步信息的数据量远小于水印数据量.所提出算法结合了变换域和时域水印技术.由于变换域上的水印能量能较均匀地扩散到时域上,对水印的不可感知性和稳健性比较有利,占隐藏数据量大部分的水印采用变换域方法嵌入于原始语音信号中.而为了实现快速重同步,同步信号的隐藏则采用时域水印技术. 考虑到语音信息量一般比较庞大,如果进行全局DWT变换,计算量太大.因此笔者设计的算法对原始语音信号f(t)进行分段处理.在每个分段点处嵌入同步码.水印数据则嵌入到每段语音信号.隐藏了水印的语音信号受到各种攻击(MP3、噪声、低通滤波、剪裁等)后,从中检测的水印将不可避免地发生错误.为了降低检测水印的差错率,从而提高水印的稳健性, 收稿日期:2007-05-21 作者简介:张国武(1978-),男,湖南常德人,中南大学信息科学与工程学院硕士生,主要从事ERP的研究与应用.
如何解决音频会议回声消除 声学回声消除(AEC)是通过声音链路使房间内各个位置声音产生相关性的一种技术。只要是一个有多个房间同时参与的、无障碍的、全双工会议，并且会议话筒会拾取到音箱中的声音时，就需要用到AEC。 一、声学回声产生的原因 在一个典型的会议形式中(图1)，从房间B中通过电话线或者其他音频网络传输到房间A的声音，又通过音频网络传了回去。在房间B里的人就会听到了一个经过音频网络和房间A之后有了延时的自己的声音。如果人们在交谈时听到了自己的回声，那么就很容易被分散注意力，而且也很难有一个非常自然的交谈。对于有效的沟通来说，消除回声是非常重要的。 消除声学回声有许多种方法。有一种方法是在话筒和音箱之间加入选择开关，使它们不能同时启用(图2)。这样就打破了声音产生回声的信号通路。但它也破坏了交流，使会话的进行一点都不自然，因为听者必须等到另一端的发言人讲完。在这一系统中的声音是半双工的。这种方法通常用于对讲机系统和双通道广播，但是由于交流的自然性受到限制，所以最
好不要在音频会议系统中使用。 另一种方法是在物理上把音箱和话筒隔离开来。一个简单的例子就是电话的听筒。因为听筒中的小喇叭离人耳非常近，所以就可以把声音的电平做的很小，这样既能够听清楚又不会被话筒拾取到。因为在听筒的喇叭与话筒之间没有联结，所以在远端也就不会有回声。当然，为每个人配发听筒也就无法兼顾会议的自然交流和正常活动。 AEC已经成为会议系统中提供全双工音频的标准方法。AEC是通过消除或者移除本地话筒中拾取到的远端的音频信号来阻止远端的声音返回去的一种处理方法。这种音频的移除都是通过数字信号处理来完成的。 二、回声消除的工作原理 尽管回声消除是非常复杂的技术，但我们可以从简单的描述中来了解一下这种处理方法： 1、房间A的音频会议系统接收到房间B中的声音
第2章音频信息的获取与处理2.1数字音频基础 2.1.1模拟音频和数字音频 2.1.2音频的数字化 1. 采样频率 2. 量化数据位数(也称量化级、样本尺寸等) 图2.1声音波形的采样和量化
3. 单声道与双声道 4. 数字音频的存储 2.1.3数字音频的文件格式 1. 波形音频 2. VOC文件 3. MIDI文件 4. CMF文件 5. CD音频 2.1.4音频信号的特点 2.1.5 3D音频 1. DirectSound 3D 2. Aureal 3D 3. EAX 4. Sensaura 5. Qsound 6. IAS 2.2声卡的组成与工作原理 2.2.1声卡的功能、技术指标与分类 1. 声卡的功能 2. 声卡的技术指标 3. 声卡的分类 2.2.2声卡的组成和布局
图2.2典型声卡的平面图1. MIDI/GAME端口 图2.3 MIDI及游戏摇杆接口
2. I/O接口 图2.4声卡的I/O端口 3. CD-ROM接口 4. 声音处理芯片 5. 功率放大芯片 6. 跳线和SB-link接口 2.2.3声卡的工作原理 图2.5声卡原理框图
2.2.4 SPDIF数字音频接口 1. SPDIF概述 2. SPDIF在多媒体声卡上应用的优势和不足2.2.5音频卡的发展和改进 1. 改善声音质量 2. 统一音频卡标准 3. 简化安装的即插即用音频卡 4. 三维环绕立体声 5. 全双工声音处理 6. 与通信技术的结合 7. 单一芯片 2.3音频编码基础和标准 2.3.1音频编码的基础 1. 时域信息的冗余度 2. 频域信息的冗余度 3. 人的听觉感知机理 4. 音频编码的分类 2.3.2音频编码标准
为自己的音频添加“水印” 白嘉安电脑爱好者 图片和视频都可以添加水印标明来源，音频同样也可以添加“水印”哦。 小豪最近当上了校广播站的播音员，平日里喜欢看小说的他开始自己录制有声读物上传到网上的个人空间。不过，在自己上传了几章有声小说之后，小豪发现自己的“心血”被其他的网站收录，并且在开头和结尾都加上了自己网站的广告。小豪很气愤，自己的劳动成果就这样被别人夺取了。于是他想，图片和视频都有水印，那么音频可不可以也加上标明来源的“水印”呢？ 下面我们有请音频处理的神级软件Goldwave登场！这款软件可以胜任音频编辑，特效处理等各种基本和高级的音频处理工作，而且操作起来也很是方便。小知识：关于数字音频水印 通俗地讲，就是在用一个短小的音频文件嵌入到需要保护的音频文件中，以达到“事后追溯”的效果。添加音频水印后，对音频文件原有音质无太大影响，或者人耳感觉不到它的影响。 为单个音频添加水印 先录制一个水印文件，保存为“水印.mp3”。打开Goldwave软件（图1），将“小说.mp3”和“水印.mp3”两个准备好的音频文件拖入到软件的窗口中，在“水印.mp3”对话框的波形图上单击右键，选择“复制”，之后在“小说.mp3”的波形图上单击右键，选择“编辑→混音”，在弹出来的混音对话框中设置好需
要添加水印的起始时间，比如“00:00:05.00000”就是在音频的第5秒添加水印。然后设置音量，最好是将音量设置得低一些，以免影响到小说音频的音质效果，否则就得不偿失了。单击“确定”按钮，水印就添加上去了。 批量处理音频水印 可是，小豪录制的有声读物已经有好多了，一个一个的添加比较麻烦。我们可以使用软件自带的批处理功能来解决这个问题。单击“文件→批处理”调出批处理窗口（图2）。
数字音频水印研究 摘要：本文介绍了信息隐藏的理论知识。并且对数字水印中的音频水印进行了探讨。讨论了基于神经网络的数字音频水印的嵌入与提取。具有很好的鲁棒性效果。 关键词：数字音频水印；神经网络；数字水印；信息隐藏 背景 随着计算机和通信网技术的发展与普及，数字音像制品以及其他电子出版物的传播和交易变得雨来越便捷，但随之而来的侵权盗版活动也呈日益猖獗之势。为了打击盗版犯罪，一方面要通过立法来加强对知识产权的保护，另一方面必须要有先进的技术手段来保障法律的实施。 一信息隐藏 20世纪90年代早期，信息隐藏的各种应用引起不同的关注和重视。1996年5月第一次国际信息隐藏学术研讨会在英国剑桥召开，使这些独立的研究团体走到了一起，从而在信息隐藏的一些基本概念和术语上达成共识。信息隐藏（information hiding）有时也称数据隐藏（data hiding）。从广义上看，信息隐藏有多重含义：一是信息不可见，二是信息的存在性隐蔽，三是信息的接收方和发送方隐蔽，四是传输的信道隐蔽。信息隐藏就是将保密信息隐藏于另一非保密载体中，以不引起检查者的注意。这里的载体可以是图像、视频、音频，也可以使信道，甚至是某套编码体制或整个系统。广义上的信息隐藏包括隐写术、数字水印、数字指纹、隐蔽信道、阈下信道、低截获概率通信和匿名通信等等。从狭义上看，信息隐藏就是将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的信息中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息。狭义上的信息隐藏技术通常指隐写术与数字水印（以及数字指纹）。 信息隐藏学是一门新兴的交叉学科，在计算机、通信、保密学等领域有着广阔的应用前景。其研究涉及密码学、图像处理、模式识别、数学和计算机科学等领域。
音频水印的评价标准 水印算法的质量是音频水印最为重要的一个因素，而具体评判一个水印算法的质量的好坏，现在也没有统一的标准。因此，本文从水印的一些基本特征出发对于水印算法的质量的好坏进行度量，也就是从水印算法的不可感知性，以及水印算法的鲁棒性二个方面来考虑水印算法的质量的好坏（刘应，2014）。 1、水印算法的不可感知性 水印算法的不可感知性也即是在一个音频信号加入了水印之后，对于加入水印之后的音频信号的感知程度，加入水印之后的音频信号的感知程度越低，说明水印算法的不可感知性越好，加入水印之后的音频信号越接近于原信号，水印算法就越好。而具体的水印算法的不可感知性得评判标准一般又分为二种，也就是主观不可感知性的评判标准以及客观不可感知性的评判标准。 主观不可感知性的评判标准： 顾名思义，也就是选取听众将没有加入水印的音频信号，与加入了水印的音频信号同时听一遍，从个人主观的程度上给出相应水印算法的不可感知性的评价。主观不可感知性得评判标准（SDG）具体的评判标准如下表2.1所示： 表2.1 主观不可感知性得评判标准（SDG） 从表2.1 主观不可感知性得评判标准（SDG）可以看出来，个人主观的程度上给出相应水印算法的不可感知性的评价，评价越接近于0，主观不可感知性越好，水印算法越好。 客观不可感知性的评判标准： 而对于具体的客观不可感知性的评判标准其实方法有很多，本文选取信噪比(SNR)来进行评判。具体的信噪比(SNR)评价方式如下：
2 12 1 10lg (1) n k n k x SNR x x ===-∑∑ （2-1） 其中，x 表示没有加入水印之前的音频，x1表示加入水印之后的音频，n 为 采样点数。 2、水印算法的鲁棒性 在对于水印算法具体的嵌入过程的时候，甚至是水印相关的信号在进行存储，与在进行传输的时候都会受到一定的干扰，导致水印本身所含有的信息可能发生一定的改变，所以对于水印算法的评判，水印算法的鲁棒性也是一个不能够忽略的点，具体本文对于水印算法的鲁棒性的度量选用的是归一化相关系数（NC ）进行相关的评判的。归一化相关系数定义如下式子2-2所示： ()() ,*1,m n w i j w i j NC = ∑∑ （2-2） 其中， 具体表示的是原始水印信， 具体表示的是提取的相关 的水印信息。M*N 是信息的维度。 () ,w i j () 1,w i j
1.4各种数字水印算法 近几年来数字水印技术研究取得了很大的进步，见诸于文献的水印算法很多，这里对一些典型的算法进行了分析。 1. 空间域算法 数字水印直接加载在原始数据上，还可以细分为如下几种方法： (1) 最低有效位方法(LSB) 这是一种典型的空间域数据隐藏算法，L.F.Tumer与R.G.VanSchyadel等先后利用此方法将特定的标记隐藏于数字音频和数字图像内。该方法是利用原始数据的最低几位来隐藏信息(具体取多少位，以人的听觉或视觉系统无法察觉为原则)。LSB 方法的优点是有较大的信息隐藏量，但采用此方法实现的数字水印是很脆弱的，无法经受一些无损和有损的信息处理，而且如果确切地知道水印隐藏在几位LSB中，数字水印很容易被擦除或绕过。 (2) Patchwork方法及纹理块映射编码方法 这两种方法都是Bender等提出的。Patchwork是一种基于统计的数字水印，其嵌入方法是任意选择N对图像点，在增加一点亮度的同时，降低另一点的亮度值。该算法的隐藏性较好，并且对有损的JPEG和滤波!压缩和扭转等操作具有抵抗能力，但仅适用于具有大量任意纹理区域的图像，而且不能完全自动完成。 2.变换域算法 基于变换域的技术可以嵌入大量比特数据而不会导致可察觉的缺陷，往往采用类似扩频图像的技术来隐藏数字水印信息。这类技术一般基于常用的图像变换，基于局部或是全部的变换，这些变换包括离散余弦变换(DCT)、小波变换(WT)、傅氏变换(FT或FFT)以及哈达马变换(Hadamardtransform)等等。其中基于分块的DCT是最常用的变换之一，现在所采用的静止图像压缩标准JPEG也是基于分块DCT的。最早的基于分块DCT的一种数字水印技术方案是由一个密钥随机地选择图像的一些分块，在频域的中频上稍稍改变一个三元组以隐藏二进制序列信息。选择在中频分量编码是因为在高频编码易于被各种信号处理方法所破坏，而在低频编码则由于人的视觉对低频分量很敏感，对低频分量的改变易于被察觉。该数字水印算法对有损压缩和低通滤波是稳健的。另一种DCT数字水印算法是首先把图像分成8×8的不重叠像素块，在经过分块DCT变换后，即得到由DCT系数组成的频率块，然后随机选取一些频率块，将水印信号嵌入到由密钥控制选择的一些DCT系数中。该算法是通过对选定的DCT系数进行微小变换以满足特定的关系，以此来表示一个比特的信息。在水印信息提取时，则选取相同的DCT系数，并根据系数之间的关系抽取比特信息。除了上述有代表性的变换域算法外，还有一些变换域数字水印方法，它们当中有相
[摘要]：信息隐藏技术已经成为近年来信息安全领域研究的热点。信息隐藏技术的一些基本问题，如信息隐藏的系统模型、信息隐藏技术的分类等；随后重点研究了目前针对音频信号的信息隐藏技术的基本思想及其局限性。最后给出了一个完整基于音频点播的信息隐藏系统的实现原理和过程。 [关键词]：加密；信息隐藏；音频点播 1 引言 随着网络和多媒体技术的飞速发展，大量媒体信息通过数字化的形式进行传播和发布，这给我们带来便利的同时也带来了如何保证信息传播的安全性和保密性的问题。 加密技术是保护数字内容最常见的方法，它通过对需保护的对象进行加密然后再进行传输。目前，已经出现了具有较高保密强度的加密算法，但在很多领域加密方法的应用已经越来越显现出它的局限性，因为绝大多数加密算法的强度严重依赖于计算机的计算能力，密码的可靠性往往由密钥的长度来保证，一旦传输的数据被非法劫取并解密后，加密的数据与普通数据一样不再受到任何保护。同时，由于加密后的数字内容在公开信道的传输过程中，表现形式是没有任何意义的乱码或噪声，这很容易引起非法攻击者的注意和兴趣。因此，随着计算机性能的提高，通过不断增加密钥长度来提高系统安全性的方法，是很难起到全面安全保障作用的。 信息隐藏[1]是集多学科理论和技术于一身的新兴领域。与传统加密技术不同，信息隐藏技术利用人类感官对数字信号的感觉冗余，将秘密信息隐藏在具有明确意义的公开载体（音频、视频及图像等）中，不但隐藏了秘密信息的内容而且隐藏了秘密信息的存在，因此攻击者无法直观地判断载体中是否含有秘密信息，也无法提取或去除所隐藏的秘密信息。
2 信息隐藏系统模型与分类 图1 信息隐藏系统模型示意图 信息隐藏系统模型如图1所示，待隐藏的秘密信息为S，载体为C，为了增加系统安全性，在隐藏之前需要对S进行预处理（如纠错置乱等）；结合密钥KEY，通过给定的隐藏算法把秘密信息嵌入到载体C中。含密的载体在公开的信道进行传输，在接收端可以通过密钥KEY 和提取算法将秘密信息S’提取出来。由于在接收端需要密钥才能有效地提取出秘密信息，因此在密钥未知的条件下，攻击者很难从含密载体中提取或移除，甚至发现秘密信息。 近年来许多研究机构和学者提出了不同的信息隐藏算法，根据不同的应用领域可分类[2]如图2所
课题：音频信息的获取 教学目标： 知识与能力目标： 1、了解获取音频信息的方式； 2、配备录音所需的硬件和软件； 3、使用Adobe Audition 录音； 4、播放音频信息。 过程与方法： 1、通过对录制好的朗读声，播放给学生欣赏,让学生产生兴趣对这节课的学习。 2、采用教师引导、布置任务，学生自主探究的方法，实现用Adobe Audition软件来制作“优美的朗读”或”歌曲”。 情感态度与价值观： 1、在欣赏“优美的朗读”的同时，体会在Adobe Audition中录制自己声音的乐趣，帮助学生培养优雅的情操。 2、使学生对“Adobe Audition”的功能有了进一步的认识，激发学生学习的热情。 3、在获取音频信息的过程中形成合理录制和使用暴风影音播放音频信息的意识。 教学重点、难点： 利用Adobe Audition音频处理软件录音。 教学方法： 演示法、任务驱动法、学生自主探究的方法。 教学过程： 一、导入新课：（播放优美的“配乐朗诵”和歌曲的朗读） 教师：播放录制好的声音，感觉是不是很好听啊！那么老师有个小小的问题，要求同学们找出老师刚才所播放俩首曲有什么不同之处呢？ 学生答：第一首朗读古诗，第二首是歌曲。
教师：同学们回答得非常好，那么同学们想不想拥有自己朗读的古诗或自己所唱的歌曲给朋友或家人分享呢。 学生：想，（有的学生要录制自己的歌曲等） 教师：那么下面我们就一起来学习获取音频信息及如何用Adobe Audition来录制音频信息和使用“暴风影音”软件播放信息。 二、新课讲解： 任务一：获取音频信息（要求学生明白什么是音频信息） 要求学生阅读课本P1页中的内容，师生一起来理解什么是音频信息。 任务二：获取音频信息的方式 要求学生阅读课本P2页中的内容，并了解其方式，举例图1-1 专业录音棚现场。 任务三：配备录音所需的硬件和软件 要求学生阅读课本P3页中的内容，教师总结。 注：使学生认识硬件和软件，及在日常生活中常用的一种采集音频信息方式，要具备麦克风和录音软件及计算机声卡。 任务四：录音（内容重点） 教师提示：在没有录音之前要求要完成硬件连接（麦克风连接）和软件安装（录音软件） 要求学生阅读课本P4页中的内容，然后进行其相对应的操作步骤。 教师再重复演示其操作步骤，并进行总结。 任务五：播放音频信息 教师：在实际使用中，如果只需要播放音频信息，可以使用音频播放软件“暴风影音”（注：“暴风影音”同时支持音频信息和视频信息的播放） 操作步骤：启动“暴风影音”→“添加”→“打开”。 三、课堂练习：课本P6页中的“讨论与交流”。 四、课堂小结：
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音频数字水印中回声隐藏技术的时域提取方法 作者：殷凯， 周辉， Yin Kai， Zhou Hui 作者单位：装备指挥技术学院电子装备系,北京,101416 刊名： 计算机与数字工程 英文刊名：COMPUTER & DIGITAL ENGINEERING 年，卷(期)：2006,34(5) 被引用次数：2次 参考文献(5条) 1.贾艳阳;杨震语音回声隐藏技术及分析[期刊论文]-南京邮电学院学报 2003(09) 2.杨榆;白剑回声隐藏的研究与实现[期刊论文]-中山大学学报（自然科学版） 2004(11) 3.L Boney;A Tewfik;K Hamdy Digital Watermark for Audio Singals 1996 4.J D Gordy;L T Bruton Performance Evaluation of Digital Audio Watermarking Algorithms 2000 5.Xin Li;Hong Heather Yu Transparent and Robust Audio Data Hiding in Cepstrum domain 2000 引证文献(2条) 1.吴迪.朱冰莲数字音频水印技术研究综述[期刊论文]-电声技术 2009(2) 2.侯丽萍.李清玲.吴海燕音频数字水印技术及算法研究[期刊论文]-电脑知识与技术（学术交流） 2007(8)本文链接：https://www.doczj.com/doc/7d14611320.html,/Periodical_jsjyszgc200605025.aspx
一、问题的提出：数字语音是信号的一种，我们处理数字语音信号，也就是对一种信号的处理，那信号是什么呢？信号是传递信息的函数。 一、问题的提出： 数字语音是信号的一种，我们处理数字语音信号，也就是对一种信号的处理，那信号是什么呢？ 信号是传递信息的函数。离散时间信号%26mdash;%26mdash;序列%26mdash;%26mdash;可以用图形来表示。 按信号特点的不同，信号可表示成一个或几个独立变量的函数。例如，图像信号就是空间位置（二元变量）的亮度函数。一维变量可以是时间，也可以是其他参量，习惯上将其看成时间。信号有以下几种： （1）连续时间信号：在连续时间范围内定义的信号，但信号的幅值可以是连续数值，也可以是离散数值。当幅值为连续这一特点情况下又常称为模拟信号。实际上连续时间信号与模拟信号常常通用，用以说明同一信号。 （2）离时间信号：时间为离散变量的信号，即独立变量时间被量化了。而幅度仍是连续变化的。 （3）数字信号：时间离散而幅度量化的信号。 语音信号是基于时间轴上的一维数字信号，在这里主要是对语音信号进行频域上的分析。在信号分析中，频域往往包含了更多的信息。对于频域来说，大概有8种波形可以让我们分析：矩形方波，锯齿波，梯形波，临界阻尼指数脉冲波形，三角波，余旋波，余旋平方波，高斯波。对于各种波形，我们都可以用一种方法来分析，就是傅立叶变换：将时域的波形转化到频域来分析。 于是，本课题就从频域的角度对信号进行分析，并通过分析频谱来设计出合适的滤波器。当然，这些过程的实现都是在MATLAB软件上进行的，MATLAB软件在数字信号处理上发挥了相当大的优势。 二、设计方案： 利用MATLAB中的wavread命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。再将该向量看作一个普通的信号，对其进行FFT变换实现频谱分析，再依据实际情况对它进行滤波。对于波形图与频谱图（包括滤波前后的对比图）都可以用 MATLAB画出。我们还可以通过sound命令来对语音信号进行回放，以便在听觉上来感受声音的变化。 选择设计此方案，是对数字信号处理的一次实践。在数字信号处理的课程学习过程中，我们过多的是理论学习，几乎没有进行实践方面的运用。这个课题正好是对数字语音处理的一次有利实践，而且语音处理也可以说是信号处理在实际应用中很大众化的一方面。 这个方案用到的软件也是在数字信号处理中非常通用的一个软件%26mdash;%26mdash;MATLAB软件。所以这个课题的设计过程也是一次数字信号处理在MATLAB中应用的学习过程。课题用到了较多的MATLAB语句，而由于课题研究范围所限，真正与数字信号有关的命令函数却并不多。 三、主体部分： （一）、语音的录入与打开： [y,fs,bits]=wavread('Blip',[N1 N2]);用于读取语音，采样值放在向量y中，fs表示采样频率(Hz)，bits表示采样位数。[N1 N2]表示读取从N1点到N2点的值（若只有一个N的点则表示读取前N点
实验二数字音频资源的获取、处理及应用 【实验目的】 1.了解数字音频资源的常用格式 2.学会数字音频资源的获取方法 3.能够对数字音频资源进行简单的加工处理 4.学会在多媒体课件、主题学习网站中使用数字音频资源的方法 【实验类型】 验证型实验 2学时 【实验环境】 1．能够连接Internet的多媒体计算机； 2．耳麦； 3．Cool Edit、录音机、Microsoft PowerPoint等软件。 【实验内容】 1. 比较wav文件和mp3文件存储尺寸：将一个wav格式的声音文件，转换为mp3文件，记录其前后存储尺寸，并说明其变化情况。 2．声音片段截取：从网络上下截一个音频文件，运用声音处理软件截取一段音频，保存为t1.mp3。 3．声音录制与处理： 使用声音软件录制自己的一段声音，要求采样率44100，声道立体声，采样精度16位，然后进行如下操作： 1）加上回音； 2）选择一首背景音乐，给自己的声音加上伴奏； 3）将录音头尾空白部分删除；
4）做淡入与淡出处理； 结果保存为t2.mp3。 4．声音文件的使用：从网上下载或自己制作声音文件，经过处理后，运用到ppt中。 【实验步骤】 【实验指导】 一、常用数字音频文件的格式 1．WAV文件格式 W A V（Waveform Audio) 文件格式，扩展名为WA V，是Microsoft公司开发的一种音频文件格式。 WA V音频文件是对声音模拟波形的采样而形成的文件格式，即将声音源发出的模拟音频信号通过采样、量化转换成数字信号，再进行编码，以波形文件(.WA V)的格式保存起来，记录的是数字化波形数据。其中声音信息采样频率和量化的精度直接影响声音的质量和数据量。常用的采样频率有三种：44.1khz（CD 音质）；22.05khz（广播音质）；11.025khz（电话音质）。量化的精度即采样位数可分为8位（低品质）、16位（高品质）。频率越高，量化精度越大，声音质量越好，但是存储量也越大。 由于WA V格式的数字音频未经过压缩，文件的体积很大，不方便通过网络和其他媒介来传递和保存，所以在教学中，它多用于表示短时间的效果声，不适于用作长时间的背景音乐或解说。 2．MP3文件格式 MP3(Moving Picture Experts Group Audio Layer3)文件格式，扩展名为MP3，是一种基于MPEG LayerⅢ压缩的数字音频文件格式。它能够在影响音质很小的前提下根据人的听觉特性，将音频文件按照某种算法压缩为原来存储量的