[发明专利]基于稳健局部特征的强鲁棒数字水印检测方法

说明书

本发明公开了一种基于稳健局部特征的强鲁棒数字水印检测方法，首先对原始音频进行非下采样小波变换，求出其低频系数的一阶梯度响应，再对响应进行降序排列，以最高的响应值为基准设置一个阈值，提取出稳定且分布均匀的特征点；其次，以特征点为标识，结合短时能量计算方法自适应确定待嵌入水印的特征区域以抵抗去同步攻击；最后，利用扩展变换抖动调制（STDM）量化方法将水印嵌入到特征区域中。实验结果表明，本发明的方法不仅具有良好的不可感知性，而且对常规信号处理及去同步攻击均有较好的鲁棒性。

技术领域

本发明属于数字音频的版权保护技术领域，涉及一种数字水印检测方法，尤其涉及一种基于稳健局部特征的强鲁棒数字水印检测方法。

背景技术

随着多媒体技术的快速发展和互联网技术的普及，人们获取各种数字多媒体资源的方式变得越来越便捷，从而导致非法拷贝、篡改和传播多媒体资源的行为变得日益猖獗，因此，如何能安全有效地存储和传输多媒体信息也成为了人们关注的焦点。数字音频水印技术作为信息安全领域的重要分支应运而生，为解决音频信息知识产权保护提供了一种有效的手段，在数字音频的内容认证和版权保护领域具有非常大的研究和应用价值。

数字音频水印技术是利用数据嵌入策略将水印信息嵌入到音频中，使其隐藏在原始音频数据中不被察觉，既保留了音频的完整性，又实现了对音频产权所有者的合法保护，即使在数字音频遭到攻击或解密后依然可以利用水印技术证明音频作品的所有权归属。对于数字音频水印技术而言，需要具备以下三个基本特点：鲁棒性、不可感知性及水印容量。如何保证音频水印同时具有良好的鲁棒性、不可感知性以及高水印嵌入容量是目前数字音频水印算法的研究重点。国内外专家学者针对这一问题提出了许多优秀的音频水印算法，概括起来可以分为时域音频水印、压缩域音频水印以及频域音频水印三类，其中，频域音频水印算法因其自身良好的性能受到学者的广泛关注。

近些年来，数字音频水印技术有了突飞猛进的发展，很多优秀的研究成果相继出现，在理论研究和实际应用方面都具有极其重要的意义。但遗憾的是，现有绝大多数音频水印检测方法将注意力放在了对抗常规信号处理的研究上，而无法有效抵抗去同步攻击。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提出了一种基于稳健局部特征的强鲁棒数字水印检测方法。

本发明的技术解决方案是：一种基于稳健局部特征的强鲁棒数字水印检测方法，有水印嵌入及水印提取，其特征在于：

约定：指宿主音频信号；代表宿主音频低频子带；代表归一化音频低频子带；表示特征点间基本间距；代表低频子带的长度；代表特征点个数；代表提取的特征点；代表窗口大小；表示待嵌入水印特征区域音频段长度；为含水印特征区域音频段长度；为水印位数；为量化步长，，；为投影向量；

所述水印嵌入按如下步骤进行：

a.初始设置

获取宿主音频信号并初始化设置；

b.特征点提取

b.1 宿主音频信号进行三级非下采样小波变换；

b.2 根据下式计算UDWT变换后得到的低频子带的一阶梯度：

；

b.3 将一阶梯度通过高斯滤波得到一阶平滑梯度：

，其中，；

b.4 计算一阶平滑梯度的大小，将其作为音频的响应并进行降序排列：

，为任意常量；

b.5 滤去首尾两端的样本数据，并以最高响应为基准，滤去与之相邻过近的点，提取出前个特征点：

，；

c. 水印嵌入