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基于支持向量机的自同步音频水印算法

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ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ＤＷ Ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ － ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ＤＣＴ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ａ ｒ —
特性将水印信息在混合域 内嵌入到数字音频 中。水 印检测 时 ， 利用音频 的特征点实现水 印的重 同步 ， 无须求助于原始音频 。 仿真实验结果表明 ， 所提 出的算法 不仅 具有 较好的不可感知性 ， 而且对音频常 规处理与攻击 和破坏水 印检测 同步特性 的恶 意攻击均具有较好 的稳健性 。 关键词 音频水印 ；去同步攻击 ； 特征点 ； 支持 向量机 ； 盲检 测
Ｖｏ １ ． ４ ３ Ｎｏ ． ３
３ ６ ０
计 算机与数字工程
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ＆ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
总第 ３ ０ ５ 期 ２ ０ １ ５ 年第 ３ 期
基 于支 持 向量 机 的 自同步 音 频 水 印算 法
祁
（ １ ． 海军大连舰艇学 院基础部 大连
ＴＰ ３ ０ １ ． ６ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ６ ７ ２ — ９ ７ ２ ２ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ０ ４ 中 图分 类 号
Ａ Ｓ ｅ ｌ ｆ ＿ Ｓｙ ｎ ｃ ｈｒ Ｏ ｎｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ａｕ ｄｉ ｏ Ｗ ａｔ ｅ ｒ ｍａ ｒ ｋｉ ｎｇ Ａｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ ｕｐ ｐ ｏ ｒ ｔ Ｖｅ ｃ ｔ ｏ ｒ Ｍａ ｃ ｈｉ ｎｅ
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｔ ｔ ａ ｃ ｋ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｉ ｓ ｓ ｕ ｅ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ａ ｕ ｄ ｉ ｏ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｍａ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ａ ｒ ｏ ｂ ｕ ｓ ｔ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ
ａ ｕ ｄ ｉ ｏ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｍａ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｔ ｔ ａ ｃ ｋ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ， ｍｏ ｒ ｅ
Ｋ ｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ａ ｕ ｄ ｉ ｏ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｍａ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ，ｓ ｅ ｌ ｆ ＇ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ，ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ，ｂ ｌ ｉ ｎ ｄ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｌ ａ ｓ ｓ Ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ ＴＰ ３ ０ ］ ． ６
薇 陈行 军。 徐
东
大连 １ １ ６ ０ １ ８ ）连舰艇学 院作 战软件与仿真研究所
摘
要
针对如何有效抵抗去 同步攻击 的问题 ， 论文提出 了一种基于支持 向量机 的 自同步音频水 印新算 法。该算 法利
用能量特性从载体音频 中提取能量特征 ， 再结合音频包络信息 ， 利用 支持 向量 机训 练出较稳定的特征点 ， 同时结合 听觉 掩蔽
ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｍａ ｒ ｋ ．Ｔｈ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｃ ａ ｎ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｍａ ｒ ｋ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ｌ ｐ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ａ ｌ ａ ｕ ｄ ｉ ｏ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ １ ．
ＱＩ Ｗｅ ｉ Ｃ ＨＥ Ｎ Ｘｉ ｎ ｇ ｊ ｕ ｎ 。 ＸＵ Ｄｏ ｎ ｇ
（ １ ．Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｂａ ｓ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ，Ｄａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｎａ ｖ ａ ｌ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ，Ｄａ ｌ ｉ ａ ｎ １ １ ６ ０ １ ８） （ ２ ．Ｏｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｄａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｎａ ｖ ａ ｌ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ，Ｄａ ｌ ｉ ａ ｎ １ １ ６ ０ １ ８ ）
ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｎ ｅ ｗ ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ａ ｒ ｅ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ０ ｎ ａ ｔ ｔ ａ ｃ ｋ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．Ｔｈ ｅ ｍｕ ｌ ｔ ｉ —

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基于能量自适应的同步小波音频水印算法

基于能量自适应的同步小波音频水印算法


攻击 ， 如剪切 ， 回声 ， 间 缩 放 等 ， 以 要 求 音频 水 时 所
印应该 保 持 同 步 ， 以便 抵 抗 剪 切 、 击 。 同 时 变换 攻
域水 印算 法具有较 强 的抗 攻 击 能力 ， 在小 波 域 中 而
嵌入 水印可 以很 大程度上 提高鲁棒 性 。 目前关于数字音频水 印的相关研究 中 ， 大部分 的 方法都是在时域 或转换域嵌人数字水 印 ， 有些数字水 印系统可达 到不需原 始信 号即可检 测或提 取数 字水 印， 但在 系统设 计 的 难度 及鲁 棒 性 的要求 也 相 应提 高。不同的系统对 于各种攻击也各有 优缺点 。因此 ， 现将 能量 自适应 自同步小波 域引入 到音频 水 印系统
（） １
（ ） 中 ， （ ） 语 音 信 号 分 帧所 采 用 的 窗 函数 ， １式 ｎ 是
ｌ，
（ｎ）：
２０ ０ ８年 ８月 １ １日收 到
甘 肃 省 自然科 学 基 金 （ ８３ ＪＡ ２ ） 助 ００ ＲＺ ０ ４ 资
０≤ ｎ≤ Ｎ 一１
第一作者 简介 ： 康
隐藏 与 音 频 水 印 。
１ 语音信号预处理
根 据 能 量 自适 应 Ｌ Ｂ算 法 的基 本 思 想 … ： Ｓ 在 Ｌ Ｂ算法 的基础 上加入对语 音 信 号短品 ， 得 作者 的利益 受 到 使 极大 的威胁 ， 以 ， 够 有 效 地 实 行 版 权 保 护 的数 所 能
⑥
２０ Ｓｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０８ ｃ ．Ｔ ｃ． ｎｎ．
基于 能量 自适 应 的 同步小 波音频 水 印算法
康 旭 张秋余 袁 占亭
（ 兰州理工大学计算机与通信学 院， 兰州 ７０ ５ ３ ００）
摘
一种自适应的同步音频水印算法

一种自适应的同步音频水印算法

目 （５Ｋ ５０ ５ ） ０ Ｊ Ｄ ２０ ０
作者简介 ： 施化吉 （９４ ） 男 ， １６ 一 ， 博士生 ， 江苏大学 教授 ， 主要从 事信息安全 、 多媒体信号处理与数字音频水 印 、 分布计算与分
布数据处理研究． — ｉ ｊｈ＠ｕｓｅｕ ｅ Ｅｍａ ：ｈ ｉ ｊ．ｄ ．ｎ ｌ ｓ
６ ０
检测 到水 印 的位 置 ， 而无 法 有效 地 提取 水 印． 从 为 此 ， 中提 出抵制 同步攻击 的分段 同步算 法 ， 先基 文 首
收稿 日期 ： ０７ ０ —２ ２０ —８０
Ｇ ｒｉ算法 首先对 水印信 号进行 冗余 编码 和 置 ａｃａ 乱 等预处 理 ， 后 根 据 ＨＡ 然 Ｓ模 型进 行 掩 蔽 阈 值 判
１ Ｇ ｒｉ 法 ａｃａ算
听 觉掩 蔽效 应 是心 理声 学 中一 个 重要 的性 质 ， 表 明人耳 听觉系 统对 频 率 和 时间 分辨 力 的局 限性 ． 人在 听到 两个声音 时 ， 因 一个 声音 的存 在 而难 以 会 觉察 另一 个声 音 ， 种 现 象称 为 “ 蔽效 应 ” 通 过 这 掩 ． 听觉掩 蔽效应 ， 可以更好地 保证水 印 的不 可感知性 ， Ｇ ｒｉ ａｃ 研究 了听觉掩蔽效应在音频水印中的应用． ａ
（ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） Ｎａ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｕ ｅ ｉ
文章编号 ：１０ — ５ （０ ８ ０ —０ ９ ０ ０ ０５ Ｘ ２ ０ ）９０ ５ —５ ６
一
种 自适应 的同步音频水印算法 术
施化吉 唐 慧 郑洪源。 李星毅 丁秋林
（． １ 南京航空航天大学 计算机应用研究所 ， 江苏 南京 ２０ １ ； ． １０ ６ ２ 江苏大学 计算机科学与通信工程学 院，江苏 镇江 ２２ １ ） １０ ３
一种基于LWT和Logistic混沌映射的自适应音频水印算法

一种基于LWT和Logistic混沌映射的自适应音频水印算法

龙源期刊网 一种基于LWT和Logistic混沌映射的自适应音频水印算法作者：曹军梅来源：《智能计算机与应用》2017年第03期摘要：基于目前音频水印不能较好地满足透明性、鲁棒性和安全性三方面的要求，在分析研究提升小波变换（LWT）和混沌加密的基础上，提出基于LWT和Logistic混沌加密的自适应算法。

首先，采用改进Logistic混沌序列对水印进行加密，其次，在音频信号的LWT系数的统计均值嵌入同步信号和水印信息，同时根据人类听觉特性自适应确定嵌入强度，最后，实现了水印的盲提取。

通-过仿真试验验证，该算法较好地满足了透明性、鲁棒性和安全性三者的要求，且能够有效地抵抗常见信号处理的攻击。

关键词：音频水印；提升小波；混沌加密；鲁棒性0引言随着互联网的普及和多媒体信息的数字化，一方面使音乐作品能够更趋方便、快捷地进入传播，另一方面也使传统的版权保护机制受到了前所未有的冲击，侵权现象现已不时发生。

如何加强音乐作品的保护是音频数字化进程中亟待解决的重要问题，作为版权保护领域的一种新技术一数字水印即已成为学界的研究热点。

音频水印算法直接决定了音频水印技术的实际应用，水印算法要解决的主要问题是数字水印的鲁棒性、透明性和安全性。

文献提出了基于LWT和HAS（Human Audio svstem）的音频算法，但算法的鲁棒性却并不理想。

文献[2]研发的基于修改LWT低频系数的音频算法，但水印的抗mp3压缩的鲁棒性却仍显不足，现多数音频水印依赖于待检测音频信号和原始水印信号的精确对齐，导致算法无法抵抗同步攻击。

文献的水印算法嵌入了同步信号，但也未对算法的鲁棒性进行讨论。

针对上述问题，提出了一种基于LWT和Logistic混沌映射序列组合的水印算法，利用LWT系数的统计均值作为嵌入位置，既降低了算法的复杂度，又增强了水印的鲁棒性，采用改进Logistic混沌序列对水印加密，提高了水印的安全性，结合HAS特性自适应确定水印最佳嵌入强度，提升了水印的透明性。

一种基于离散小波变换和支持向量机的数字水印技术探讨

一种基于离散小波变换和支持向量机的数字水印技术探讨


REGION INFO 数字地方
由于 SVM 进行嵌入水印图像的几何校正需要的主成分向量 维数较少，因此，只选取 4 个低阶的主成分向量作为训练样本 的特征向量，需要回归分析的旋转角度、平移和缩放参数定义 为训练样本集，则 SVM 模型可以用此样本集来构建，一般选取 水印嵌入区的数个角点附近嵌入的水印比特作为样本，因其对 几何攻击更敏感。设T（(a,ab)，b）（(1 ≤ a ≤ n,1 ≤ b ≤ n）) 是该模板，n 通 常取 4，以载体图像中的默认水印嵌入区角点坐标为中心，其归 一化相关系数超过某个门限 0.78 时，则认为找到水印嵌入区角 点的候选坐标，然后对所有找到的候选角点坐标按其相似度高 低进行加权平均得出最终的水印嵌入区角点坐标估计值。
二、基于离散小波变换的数字水印嵌入
离散小波变换（DWT）是本文完成水印嵌入和提取的基 础，基本思想就是把数字图像进行高频率和低频率的子图像， 然后再根据不同子图像的特点针对性的进行处理。图像经过二 维 DWT 变换后降低了图像变换系数之间的相关性，且能将数据 块能量集中，压缩到低频系数中有利于图像的传输、水印嵌入等。
REGION INFO 数字地方
一种基于离散小波变换和支持向量机的
数字水印技术探讨
◆ 陈 慧 龙 飞 段智云
摘要：数字水印技术一般对中值滤波、噪声等攻击的防御能力较强，但遭到几何攻击的数字水印 提取时仍比较困难，因此本文提出一种基于离散小波变换和支持向量机的数字水印技术，并且此技术可 以抗几何攻击。首先，用离散小波变换分块变换，把小波系数分块并计算每个块的平均值，通过对这些 块的平均值进行量化来嵌入水印。训练后的支持向量机修正几何形变参数。实验证明论文的算法不仅可 以抵抗传统的攻击比如噪声、滤波和裁剪，在抵抗多种组合几何形变时自适应性更好。