音频水印

数字水印技术在音频文件版权保护中的应用研究摘要：随着数字化媒体的广泛应用，音频文件的版权保护问题变得日益重要。

传统的版权保护方式已经无法应对数字化环境下的盗版和侵权行为。

数字水印技术作为一种隐形且不可删除的信息嵌入技术，为音频文件版权保护提供了全新的解决方案。

本文旨在研究数字水印技术在音频文件版权保护中的应用，分析其原理、特点以及存在的问题，并提出相应的改进和措施。

1. 引言随着数字化媒体技术的迅猛发展，音频文件作为数字娱乐产业中的重要组成部分，其版权保护问题已经愈发突显。

传统的技术手段如加密方式只能简单地对内容进行保护，但无法防止盗版和侵权行为。

数字水印技术在音频文件的版权保护中具有重要的应用潜力。

2. 数字水印技术的原理与特点2.1 原理数字水印技术是一种将特定信息嵌入到音频文件中的技术手段。

这种信息在人耳无法察觉的情况下，通过特定算法嵌入到音频信号中，从而在版权保护方面起到重要的作用。

2.2 特点（1）隐蔽性：数字水印技术能够将特定信息以不易被察觉的方式嵌入到音频文件中，不影响原始音频的质量和听感。

（2）不可删除性：数字水印一旦嵌入到音频文件中，就无法被删除或修改。

即使进行了压缩或转码等操作，水印信息依然存在。

（3）鲁棒性：数字水印技术对于一定程度的信号处理操作，如压缩、滤波、等化等，能够保持一定的鲁棒性，从而保证水印信息的准确提取。

（4）可追溯性：数字水印技术通过提取嵌入的水印信息，可以对音频文件的来源和权益进行溯源，从而有效打击盗版和侵权行为。

3. 数字水印技术在音频文件版权保护中的应用3.1 版权认证与管理数字水印技术可以为音频文件提供版权认证和管理能力。

通过嵌入唯一的数字水印，音频文件的所有者可以在需要时随时验证其权益，并对版权进行精确管理和控制。

3.2 盗版追溯与应对当音频文件被非法传播和盗版时，数字水印技术可以通过溯源和追踪相关的水印信息，帮助版权所有者确定盗版行为的来源，并采取相应的应对措施，维护自身的权益。

本文就数字音频水印技术的发展、特点、算法等方面进行了阐述，对数字音频水印技术（以及音频指纹识别技术）作为媒体融合的中间介质在广播电视领域的最新应用进行了简要的说明与概括。

数字音频水印 掩蔽效应 鲁棒性 音频指纹识别 北京电视台官 健 王 麒 康许剑 程 宏一 数字音频水印技术概述1. 数字音频水印的概念数字音频水印技术是将数字水印通过一些特定的水印嵌入算法嵌入到原始音频文件中，同时对原始音频文件的音质不会产生太大的影响，或者人耳感觉不到音质的变化。

数字音频水印技术还要能够有效地抵抗违法侵权行为的各种攻击，在需要时能够完整地提取出所嵌入的水印内容，以便作为证据来保护版权所有者的合法权益。

2. 理论依据在音频文件中嵌入水印的一般都要利用人类听觉系统的某些特征来实现，充分利用这些特征可以提高水印算法的不可感知性。

（1）掩蔽效应当人们同时听两个声音时，其中一个声音的感受会因为另一个声音的出现而发生改变。

人们愿意接受的声音成为“信号”，信号以外的各种杂乱声音统称为“噪声”。

噪声的干扰，使人们对信号的听阈提高，这种现象称为掩蔽效应。

假定声音A 的阈值为50dB ，若同时又发出声音B ，这时要听清楚声音A ，声音A 的阈值提高到64dB ，即比原来的阈值要提高14dB 才能被听到。

一个声音的阈值因另一个声音的出现而提高听阈的现象称为听觉掩蔽。

在上述例子中，B 称为掩蔽声，A 称为被掩蔽声，14dB 称为掩蔽量。

掩蔽现象是神经系统判断的率高的纯音掩蔽作用大，即低频声能有效地掩蔽高频声，但高频声对低频声的掩蔽作用不大。

掩蔽量随掩蔽声声压级的增加而提高，并且掩蔽的频率范围变宽。

（2）人耳对声音信号相位的敏感度人耳对声音信号的绝对相位不敏感，而只对其相对相位敏感。

（3）人耳对频率的敏感度人耳对不同频段声音的敏感程度不同，通常人耳可听见20Hz~18kHz 的信号，但对300Hz~3400Hz 范围内的信号最敏感，幅度很低的信号也能被听见，而在低频区和高频区，能被人耳听见的信号幅度要高得多。

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：212110lg(1)nk n k xSNR 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。

数字音频水印技术研究与应用数字音频水印技术是一种隐藏在音频数据中的难以察觉的标记，用于保护音频数据的版权和验证数据的完整性。

数字音频水印技术应用非常广泛，可以用于音乐、电影、广播、语音信号等领域。

本文就数字音频水印技术的研究、应用以及未来发展做一个简要介绍。

一、数字音频水印技术的原理数字音频水印技术基本上是将标记嵌入到原始音频数据中，使得人类听觉系统无法察觉到标记的存在。

数字音频水印技术有很多隐藏的技巧，比如抗压缩、抗改编、抗攻击等等。

无论如何对音频数据进行修改或压缩，水印都应该具备对应的鲁棒性，保证隐藏在其中的标记不会丢失或损坏。

数字音频水印技术的实现需要以下步骤：首先需要根据所需的鲁棒性和嵌入率选择一种合适的数字水印算法，然后将数字水印嵌入原始音频数据中。

嵌入标记之后，需要对比原始音频数据和带有水印的音频数据，以验证水印的正确性。

最后，检测结果经过密码学算法认证后输出。

二、数字音频水印技术的应用1. 音频版权保护数字音频水印技术可以在音频数据中嵌入版权信息，以供检测。

音乐、电影等欧洲版权组织和商家可以利用该技术来保护其版权并监测音乐、电影是否经过正常的授权和买卖。

此技术的嵌入过程对于内容制作者来说非常简单，无需任何技术知识和专业培训即可完成标记嵌入。

2. 标记验证数字音频水印技术可用于验证经过修改的音频文件的完整性，例如剪辑的影片、以及与原始文件不同但有争议的原始文件。

鉴别修改的压缩和转码，以便提供证据。

此技术可避免数据篡改导致的版权侵权和涉诉行为。

3. 语音信号保密语音通讯是目前最古老的通讯手段之一，然而，通过互联网传递的语音通讯经常面临安全问题。

数字音频水印技术可以使音频内容不受攻击者的监视或窥探，通过加密算法加密后，水印作为一个特殊的标记被写入到数据结构中。

三、数字音频水印技术的未来发展数字音频水印技术是一个不断发展和完善的研究领域。

目前的数字音频水印技术在广泛使用中已经显示出许多弊端，制约了其深入有效的介绍应用。