[发明专利]数字音乐作品认证信息的嵌入方法及该作品的认证方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字音乐作品的数字水印技术，尤其是涉及一种数字音乐作品认证信息的嵌入方法及该作品的认证方法。

背景技术

近年来，随着数字多媒体及互联网技术的快速发展，信息安全问题显得非常突出。数字水印技术是目前信息安全领域的一个新方向，是一种可在开放网络环境下保护数字音乐作品版权和认证来源及数字音乐作品完整性的新型技术，已成为多媒体信号处理领域的一个研究热点。

目前，关于数字音乐作品的数字水印技术层出不穷，其主要利用数字音乐作品的冗余空间来实现水印的嵌入。由于未压缩的音频格式的作品具有较大的冗余空间，因此大多数的数字水印技术都是针对未压缩的音频格式的作品。而在实际应用中数字音乐作品绝大多数是以压缩格式进行存储和传输的，特别是在互联网上的数字音乐作品普遍以MPEG(Moving Picture Experts Group，运动图像专家组)压缩形式传播。由于压缩格式的数字音乐作品冗余空间极少，所以针对压缩的数字音乐作品的数字水印技术相对较少。

英国剑桥大学F.Petitcolas等人开发了一款针对MP3的数字水印软件MP3Stego，该软件根据量化和编码后误差长度的奇偶性作为水印嵌入的依据，嵌入的速率较低；由于被处理的对象是PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)数据，水印是在压缩过程中嵌入的，其实时性较差。《基于MPEG编码音频的不可逆水印方法》作者：L.Qiao、K.Nahrstedt，该文中提出了两种将水印直接嵌入到MPEG音频码流中的方法。第一种是将水印嵌入到比例因子中，该方法首次提出在比例因子中嵌入水印，但没有给出顽健性测试结果；第二种是将水印嵌入到MPEG编码的样本数据中。《基于MPEG-2 AAC音频比特流的水印算法》作者：C.Neubauer、J.Herre，该方法中提出了将数字水印信息嵌入到AAC(Advanced Audio Coding，高级音频编码)压缩域音频中，但由于该方法需要将心理声学模型分析出来的辅助信息随着压缩数据一起传输才能进行数字水印信息的正确提取，因此会极大增加算法复杂度，并影响感知模型的不准确性，而且传输大量的附加信息也是不现实的。《基于MDCT变换的MPEG音频水印方法》作者：C.T.Wang、T.S.Chen、W.H.Chao Wang，该方法通过分析MDCT(Modified Discrete Cosine Transform，修正的离散余弦变换)系数，对MDCT系数进行修改，从而实现水印嵌入和提取操作，但该方法不能完全有效地检测嵌入的水印信息，水印嵌入的比例较小。《基于湿纸编码的MPEG压缩音频信息隐藏算法》作者：X.M.Quan、H.B.Zhang，该方法主要利用湿纸编码(Wet Paper Code)策略，通过调整MPEG量化过程，将隐秘信息嵌入到MPEG音频码流中，实验结果表明，该方法能抵抗变换编码和重编码攻击，但对于不同类型的载体，隐秘信息的嵌入可能会引起音频文件长度的改变。

综合现有的各种针对压缩数字音乐作品的数字水印技术，他们基本相似，只不过是选择的参数与修改的方法不同。这些数字水印方法具有一些共同的缺点，即水印嵌入强度很小，且认证与作品解码分离，一旦认证，解密作品就失去保护，不能有效地保护数字音乐作品的完整性，且不能对篡改位置进行准确定位。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水印嵌入强度大，能够有效阻止篡改的数字音乐作品通过认证，实现对篡改位置的准确定位，有效地保护数字音乐作品完整性的数字音乐作品认证信息的嵌入方法及该作品的认证方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种数字音乐作品认证信息的嵌入方法，它包括以下步骤：

a1.对于需要嵌入认证信息的数字音乐作品，根据基础音频信号流的安全标识符，并以音频帧为单位通过水印生成器对基础音频信号流进行处理，生成一串二进制水印认证信息；

a2.读取一音频帧同步数据，确定音频帧同步数据的开始位置，并对音频帧同步数据的帧头数据和边信息进行解析，得到主数据进行可变长编码所使用的码表，并确定主数据所使用的所有码字；