[发明专利]一种音频信号的可逆水印实现方法

说明书

本发明公开了一种音频信号的可逆水印实现方法，包括：利用第一预测模型对左声道信号点的值进行预测，从而获得残差；利用残差来区分右声道信号的不同平滑区域，并利用优化算法选出最优的右声道信号滑度区域；利用第二预测模块对最佳的右声道信号滑度区域内各个点的值进行预测，并获得残差，再利用扩差法进行水印信息的嵌入与提取恢复。上述方法在提高音频嵌入容量的同时极大地降低了音频的嵌入失真，并且可以在提取水印后无损地恢复原始音频，可用于音频信号的真实性和无损性认证。

技术领域

本发明涉及信息隐藏技术，尤其涉及一种音频信号的可逆水印实现方法。

背景技术

由于传统加密方法对多媒体内容的保护和完整性认证方案无法防止再传播和盗用。数字水印技术作为加密技术的补充和延伸，在版权保护与完整性认证方面得到了迅猛的发展。数字水印技术是在数字媒体作品中嵌入作为标记的信号(图像、文字、签名、特殊含义的符号等)，其目的是进行版权保护、所有权认证和完整性保护等，它是信息隐藏技术一个重要的研究方向。

音频数字水印技术是指对数字音频嵌入水印信息，相对于传统的音频保护方法，音频数字水印技术无法移除，随意的更改剥离会影响音频的使用和质量；其次，音频数字水印利用了音频自身的相关性，降低了运算复杂度；更重要的是音频水印具有不可感知性，音频和水印的叠加不会影响人耳的听觉感受。

音频水印按照其特性可以分为鲁棒性水印和脆弱水印两种，鲁棒性水印能够抵抗一定程度的恶意攻击(压缩、数模转换、延时等)，在保证鲁棒性的同时提高水印的不可感知性，达到鲁棒性和不可感知性的最佳平衡，这种水印可以在恶劣的环境下达到保护音频版权的目的；脆弱水印不具有鲁棒性，如果音频内容发生了变化水印也会随之被更改，这种水印便于检测是否被篡改以及篡改的定位，其目的偏向于保护音频内容的完整性。

然而，音频水印技术会对载体信息造成一定的损坏，接收方只能提取出嵌入的水印信息而无法完全地恢复出载体信号，这在某些实际应用中具有局限性。在对音质要求较高的商业场景中，对载体音频细微的修改也会影响音乐质量，所以原载体的无损恢复在某些领域中也体现出了需求的急迫性。

可逆水印解决了这个问题，它允许原始数字音频被完全恢复，可逆信息隐藏技术能够实现在完全提取水印信息的同时无损的恢复出原始的语音载体信号，在语音中进行可逆信息隐藏处理适用于很多的应用场景，比如法律取证、刑事侦查、军事情报、高品质音乐需求方面，在这些应用中语音质量的降低、关键点模糊或者部分段的缺失都会带来严重的后果。此外，可逆信息隐藏技术还能认证语音的真实性和无损性。但是，目前的音频可逆水印在相同嵌入率下造成的音频失真相对较大，如何在相同嵌入率下降低音频的失真成为需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种音频信号的可逆水印实现方法，可用于音频信号的真实性和无损性认证。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种音频信号的可逆水印实现方法，包括：

利用第一预测模型对左声道信号点的值进行预测，从而获得残差；

利用残差来区分右声道信号的不同平滑区域，并利用优化算法选出最优的右声道信号滑度区域组合；

利用第二预测模块对最佳的右声道信号滑度区域组合内各个点的值进行预测，并获得残差，再利用扩差法进行水印信息的嵌入与提取恢复。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，在提高音频嵌入容量的同时极大地降低了音频的嵌入失真，并且可以在提取水印后无损地恢复原始音频。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。