[发明专利]基于混沌和小波变换的音频水印嵌入、提取方法

摘要

基于混沌和小波变换的音频水印嵌入方法，包括以下步骤：步骤1，对水印预处理，1)二值水印置乱；2)二值水印加密；步骤2，将鲁棒性水印和脆弱性水印分别嵌入小波域的低频和高频中；基于混沌和小波变换的音频水印提取方法，包括以下步骤：首先，对含有水印的音频信号进行小波分解，找出低频或高频分量中小于原先设定阈值的音频元素所对应的位置，再进行一维类噪声提取操作；其次，对提取得到的类噪声图像进行升维转换为二维图像格式，转换为加密图像；最后，加密图像进行混沌解密和Arnold逆变换，得到嵌入水印；具有隐蔽性强、稳健性高、易检验出攻击的特点。

主权项

1.基于混沌和小波变换的音频水印嵌入方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对水印预处理，本步骤包括：1)二值水印置乱采用图像置乱的Arnold变换法，对水印图像矩阵中的像素点进行线性的变换，获得置乱后的水印加密图像，具体做法是：设图像为S＝[0,1]×[0,1],(x,y)∈S，令即为Arnold变换表达式，若利用Arnold变换对一幅图像做置乱处理时，实际上，可以令离散图像的x,y∈{0,1,2,L,N‑1}，则此时Arnold变换可改写为式中：(x,y)为原二值水印图像像素坐标，经过Arnold变换后，(x’,y’)为对应像素点的新坐标，以此达到图像置乱目的；2)二值水印加密对置乱后的水印图像进行Logistic混沌加密操作，具体做法是：将置乱后的图像经过Logistic混沌映射得到最终的加密水印，与Logistic映射相似，定义状态变量xk∈(0,1)，k为迭代次数，参数控制μ∈[0,4]，混沌域为(0,1)；步骤2，将鲁棒性水印和脆弱性水印分别嵌入小波域的低频和高频中，具体做法是：1)将经过加密的二值水印降维由于水印为二维信号，音频为一维信号，因此，将水印降维成qbit的一维信号，X＝{x(i),0＜i≤q,x(i)∈[0,1]}             (1‑4)2)对音频进行N级Haar小波分解对音频进行3级Haar小波分解，选择高频分量D3、低频分量A3为水印嵌入对象，设原音频长度为L，则高频分量d1长度为L/2，d2长度为L/4，d3长度为L/8(低频分量同理)；3)设定阈值S1,S2嵌入水印；阈值S1,S2的计算方法为：低(高)频分量信号幅值绝对值的最大值X乘以相应的权衡系数p1,p2；选择小于阈值的信号作为水印嵌入部分，即可以均匀的将水印嵌入音频中。s＝p*max(abs(X))                               (1‑5)所述的水印图像均为90×90的二值图像。即分别将脆弱性水印和鲁棒性水印嵌入到三级小波分解的高频分量D3和低频分量中A3。