[发明专利]一种面向空气信道传播的音频数字水印方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字水印技术领域，尤其是涉及一种面向空气信道传播的音频数字水印方法。

背景技术

随着新世纪信息技术的迅猛发展，网络会议系统已经得到广泛应用。据2010年调查数据显示，2010年国内网络会议市场规模约为60亿元人民币，2011年已增长到90亿元人民币。在网络会议市场规模日益增大的同时，由于会议中机密信息的泄露，给国家、社会经济造成高额损失。据国家知识产权局不完全统计，2010年我国网络会议由于机密会议信息泄露，造成约5.3亿人民币损失。因此，机密会议内容的隐私保护受到国家相关机构的高度重视。

由于网络会议系统的音频内容包含了最多、最重要的机密会议信息，因此，会议音频信息成为了攻击者的主要窃取对象。在多人、多地点的同时进行多会场网络会议的情况下，当会议的音频信号被偷录，如何追踪确定泄密会场并追究其责任以及进一步确认泄密者以遏制泄密成为了一个亟待解决的难题。

针对上述问题，提出一种面向空气信道传播的音频数字水印方法，以实现机密网络会议的泄密追踪问题，是急需解决的重大难题。

发明内容

本发明提出了一种面向空气信道传播的音频数字水印方法，其目的在于提高音频数字水印在空气信道传播中的鲁棒性，使其有效抵抗A/D（模拟到数字）、D/A（数字到模拟）变换攻击、空气噪声干扰等攻击，为机密网络会议的泄密追踪提供新的技术保障。

本发明的技术方案为一种面向空气信道传播的音频数字水印方法，采用面向空气信道传播的音频数字水印嵌入方法，将同步信号与水印信息嵌入到原始的音频信号中；将已嵌入同步信号与水印信息的音频信号通过扬声播放，经过空气信道传播后录音，得到录制的音频信号；采用面向空气信道传播的音频数字水印提取方法，提取录制的音频信号中的水印信息；

所述面向空气信道传播的音频数字水印嵌入方法，包括以下步骤，

步骤1.1，将原始的音频信号分成若干时间段，每一个时间段中包含了同步信号嵌入部分与水印信息嵌入部分；

步骤1.2，将同步信号分别嵌入到步骤1.1所得各时间段中的同步信号嵌入部分；

步骤1.3，将待嵌入的隐藏信息分别嵌入到步骤1.1所得各时间段中的水印信息嵌入部分，所述待嵌入的隐藏信息为原始水印信息或经过纠错编码的水印信息；

所述面向空气信道传播的音频数字水印提取方法，包括以下步骤，

步骤2.1，定位录制音频信号中的同步信号；

步骤2.2，提取录制音频信号中的隐藏信息，获得水印信息。

而且，若步骤1.3所述待嵌入的隐藏信息为原始水印信息，步骤2.2提出的隐藏信息即为水印信息；若步骤1.3所述待嵌入的隐藏信息为经过纠错编码的水印信息，步骤2.2提取出隐藏信息后进行纠错译码，从而获得水印信息。

该方法循环嵌入水印信息和同步信号。本发明不仅能够有效抵抗AD/DA变换以及空气背景噪声干扰，还能抵抗空气信道传播时受播放距离、播放角度、播放音量等其他因素的干扰，并且能够抵抗常见信号处理攻击、重采样攻击、MP3压缩攻击，以及基于StriMark Benchmark for Audio的攻击，误码率较低，具有较好的稳健性和鲁棒性，能够适用于空气信道传播的实际场景。

附图说明

图1是本发明的数字水印嵌入流程图。

图2是本发明的传播过程示意图。

图3是本发明的数字水印提取流程图。

图4是本发明的隐藏信息结构示意图。

图5是本发明的实施例流程图。

具体实施方式   

以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。

本发明实施例提供的面向空气信道传播的音频数字水印方法包括以下几部分，流程图参见图5：

（1）如图1所示，采用面向空气信道传播的音频数字水印嵌入方法，将同步信号与水印信息嵌入到原始的音频信号中。

实施例中面向空气信道传播的音频数字水印嵌入方法，包括以下步骤：

步骤1.1，将原始音频信号分成若干时间段，每一个时间段中包含了同步信号嵌入部分与水印信息嵌入部分。

如图4所示，将原始音频信号在时域上，分成若干时间段，每个时间段共有266240个采样点。实施例将每一个时间段的前3072个采样点作为同步信号嵌入部分，后面的其余部分作为水印信息嵌入部分。

步骤1.2，将同步信号分别嵌入到各时间段中的同步信号嵌入部分。