音频数字水印技术
数字水印技术在音频文件版权保护中的应用研究
数字水印技术在音频文件版权保护中的应用研究摘要：随着数字化媒体的广泛应用，音频文件的版权保护问题变得日益重要。
传统的版权保护方式已经无法应对数字化环境下的盗版和侵权行为。
数字水印技术作为一种隐形且不可删除的信息嵌入技术，为音频文件版权保护提供了全新的解决方案。
本文旨在研究数字水印技术在音频文件版权保护中的应用，分析其原理、特点以及存在的问题，并提出相应的改进和措施。
1. 引言随着数字化媒体技术的迅猛发展，音频文件作为数字娱乐产业中的重要组成部分，其版权保护问题已经愈发突显。
传统的技术手段如加密方式只能简单地对内容进行保护，但无法防止盗版和侵权行为。
数字水印技术在音频文件的版权保护中具有重要的应用潜力。
2. 数字水印技术的原理与特点2.1 原理数字水印技术是一种将特定信息嵌入到音频文件中的技术手段。
这种信息在人耳无法察觉的情况下，通过特定算法嵌入到音频信号中，从而在版权保护方面起到重要的作用。
2.2 特点（1）隐蔽性：数字水印技术能够将特定信息以不易被察觉的方式嵌入到音频文件中，不影响原始音频的质量和听感。
（2）不可删除性：数字水印一旦嵌入到音频文件中，就无法被删除或修改。
即使进行了压缩或转码等操作，水印信息依然存在。
（3）鲁棒性：数字水印技术对于一定程度的信号处理操作，如压缩、滤波、等化等，能够保持一定的鲁棒性，从而保证水印信息的准确提取。
（4）可追溯性：数字水印技术通过提取嵌入的水印信息，可以对音频文件的来源和权益进行溯源，从而有效打击盗版和侵权行为。
3. 数字水印技术在音频文件版权保护中的应用3.1 版权认证与管理数字水印技术可以为音频文件提供版权认证和管理能力。
通过嵌入唯一的数字水印，音频文件的所有者可以在需要时随时验证其权益，并对版权进行精确管理和控制。
3.2 盗版追溯与应对当音频文件被非法传播和盗版时，数字水印技术可以通过溯源和追踪相关的水印信息，帮助版权所有者确定盗版行为的来源，并采取相应的应对措施，维护自身的权益。
音频数字水印技术
6.2 人类听觉特性
频域掩蔽算法的具体实现步骤如下：
(1) 计算频谱。 对每16 ms的信号s(n)， 其采样点数 N=512， 用Hamming窗h(n)进行加窗处理
8
h(n) 3 [1 cos(2 n )]
2
N
(6 - 1)
第6章 音频数字水印技术
s(n)的功率谱由下式得到
S(k) 10 lg[
s(n), 0≤n＜m s(n)+λs(n-m), m≤n＜N
(6 - 9)
第6章 音频数字水印技术
原始音频 分段 数据
音频 数据段
水 印 比特
衰减 延时
回声混入 段组合
含水印 音 频 数据
图 6 - 2 回声编码水印嵌入流程图
第6章 音频数字水印技术
在实际的应用中， 为了提高水印嵌入的效率， Gruhl 采取的方法如下：
水印算法运算速度快， 因此除了对回声算法进行研究 外， 一些学者对时域的其他算法进行了深入研究， 提 出了一些新的算法。
第6章 音频数字水印技术
Kim等认为将水印信号嵌入时域中每一个样点会使 人耳产生感知， 他们每间隔一定的距离(3～5个样点)， 通过修改样点的幅度值而嵌入水印。 在水印检测时不 需要原始音频信号， 而是根据嵌入水印的样点附近的 样点值估计该点的原始值， 进而获得嵌入的水印。
第6章 音频数字水印技术
层Ⅱ： 频带被划分为30个子带， 最低频3个子带的 所有采样点都用到， 接下来的3个子带的采样点每2个 用到1个， 接下来的6个子带的采样点每4个用到1个， 余下的18个子带的采样点每8个用到1个。 共用到采样 点132个。
第6章 音频数字水印技术
(5) 掩蔽是可以叠加的， 因而在z(i)处具有的总掩蔽 阈值LTg(i)为z(i)处的安静时阈值LTq(i)和所有临
数字音频水印技术的研究与应用
数字音频水印技术的研究与应用数字音频水印技术是一种将水印信息嵌入到数字音频中的技术。
它通过改变音频的部分特征，如频谱、相位或时间域，来嵌入隐藏信息，从而实现对音频内容的认证、版权保护和溯源等功能。
随着数字音频的广泛应用，数字音频水印技术也越来越受到人们的关注。
数字音频水印技术的研究一直以来都是一个热门的研究领域。
研究人员通过对数字音频信号的特征进行分析，选择合适的嵌入位置和嵌入强度，来确保水印嵌入后对音频质量的影响最小化。
近年来，随着深度学习等技术的发展，研究者们也开始尝试使用机器学习算法来进行音频水印的嵌入和解析，以提高水印的鲁棒性和抗干扰能力。
数字音频水印技术在版权保护方面具有重要的应用价值。
随着数字音频的盗版问题日益严重，传统的版权保护手段已经无法满足实际需求。
数字音频水印技术能够将版权信息嵌入到音频文件中，使得音频的版权信息难以被篡改或删除。
这对于音频作者和唱片公司来说是非常有价值的，可以更好地保护他们的知识产权。
同时，数字音频水印技术也能够通过解析水印信息来进行音频的溯源，对于侵权行为的追踪和取证非常有帮助。
另外，数字音频水印技术在音频内容认证方面也有广泛的应用。
在音频传输过程中，数字音频水印技术可以用来验证音频的完整性和真实性，防止音频在传输过程中被篡改或替换。
这对于一些对音频内容的可靠性要求极高的场景，如司法鉴定、新闻报道和证据保全等，都起到了至关重要的作用。
此外，数字音频水印技术还可以为音频文件的标记和分类提供帮助。
通过嵌入不同的数字音频水印，可以对音频文件进行标记和索引，并方便地进行分类和检索。
这对于音频搜索引擎的优化和音频数据库的管理非常重要，有助于提高用户的搜索体验和音频管理的效率。
总的来说，数字音频水印技术具有广泛的研究和应用前景。
它在版权保护、音频认证和溯源、音频标记和分类等方面都具有重要的作用。
随着音频技术的不断发展和应用需求的增加，数字音频水印技术必将迎来更加广阔的发展空间。
音频数字水印技术在版权保护中的应用
音频数字水印技术在版权保护中的应用音频数字水印技术是一种在音频文件中嵌入不可见的标识信息的技术，可以用于版权保护和音频身份识别。
随着数字化技术的快速发展，音频数字水印技术在版权保护中的应用也变得越来越重要。
本文将探讨音频数字水印技术的原理、应用场景以及其在版权保护中的作用。
音频数字水印技术的原理是将一段具有唯一标识的数字码嵌入到音频信号中，这段数字码在听众听到音频时是不可感知的。
数字码可以包含版权信息、音频所有者的信息或其他与版权保护相关的信息。
嵌入数字码的过程可以通过离散余弦变换等技术来实现，确保嵌入后的音频质量不受影响。
音频数字水印技术可以广泛应用于版权保护领域。
首先，对于音乐行业来说，数字水印可以用于保护音乐作品的版权。
音乐制作人可以将数字水印嵌入到原始音频中，当有人未经许可使用这些音频时，通过解码数字水印可以追踪到音频的来源。
此外，数字水印还可以用于音乐版权的监测和授权管理，帮助音乐公司追踪音频的使用情况并进行结算。
除了音乐行业，音频数字水印技术还可以在广播电台、电视台等媒体领域得到广泛应用。
例如，广播电台可以在节目中嵌入数字水印以确保节目的版权。
当有人未经许可转载节目时，版权方可以通过分析数字水印来追踪到侵权者，并采取必要的法律措施。
此外，数字水印技术还可以用于广告追踪和效果评估，帮助广告主监测广告的播放情况和效果。
音频数字水印技术还可以应用于语音识别和声纹识别领域。
通过在音频中嵌入数字水印，可以对音频进行身份验证和属性识别。
例如，数字水印可以嵌入到语音识别系统中，用于区分正式用户和非法用户，保护语音识别系统的安全性。
此外，数字水印还可以用于医学声纹识别、司法声纹识别等领域，为声纹识别技术提供额外的安全保障。
虽然音频数字水印技术在版权保护中发挥着重要作用，但也面临一些挑战和限制。
首先，数字水印可能会受到音频压缩算法等处理的影响，导致数字水印的可靠性下降。
其次，数字水印技术可能受到攻击者的攻击，例如修改或删除数字水印，从而破坏版权保护的效果。
硕士论文_音频数字水印技术研究
音频数字水印技术研究所示。
仿真工具为Ｍａｔｌａｂ６，５。
硬件测试环境为奔腾４．２．ＯＭＨｚ２５６ＲＡＭ。
取音频每帧的长度为５１２。
水印相似性判别阈值ｒ＝Ｏ．５。
３．４．１隐形性测试将原始信号嵌入不同强度的水印计算含水印信号的信噪比，如式（３－１５）∑ｓ２㈣册ｒ２１０１０函。
豇南ｉ研（３－１５）ｓ倒为原始音频信号，，为含水印信号，聆为样点数。
实验结果如表３．１，嵌入水印后音频信号（嵌入强度为５ｄＢ）如图３．６。
表３．１不同强度水印对信号的影响图３．４原始的音频信号（采样点数ｘ１０５）图３．５原始水印图象１Ｉｔ３．６嵌入强度５ｄＢ水印后的音频号（采样点数ｘ１０５）工程硕士学位论文通过表３．１可知当嵌入强度小于２ｄＢ时水印的隐蔽性很好，对音质基本没有影响。
图３．４、图３．６可以看出当嵌入强度为５ｄＢ时，原信号与含水印信号有细微差别，经过主观的听觉测试也可发现微弱的杂音，说明随着嵌入的强度的增强水印的隐蔽性逐渐降低。
３．４．２鲁棒性测试实验方法为对含水印的信号（水印嵌入强度为２ｄＢ）进行各种攻击，然后提取水印，检查提取水印的正确率Ｆ，正确率的计算方法为式（１５）。
Ｆ＝∑ｇ弼何，唰ｘ１００％肿删＝世非？；Ｄｇ＜上（３－１６）口＝Ｏｗ为嵌入的原始一维二进制序列，耽为提取的一维二进制序列，它们的长度为三。
进行的鲁棒性实验如下，各种攻击后提取水印的正确率和主观感受如表３．２。
１．无攻击。
在无任何攻击的情况下提取水印如图３．７（ａ）。
２．加入高斯白噪声。
在信噪比为４０ｄＢ的白噪声攻击后提取的水印如图３．７（ｂ）。
在信噪比２６ｄＢ的白噪声攻击后提取的水印如图３．７（ｃ）。
３．加入有色噪声。
有色噪声又叫带通噪声，既在某个频带上信号的能量突然变大。
在加入信噪比为４０ｄＢ的有色噪声攻击后提取的水印如图３．７（ｄ）。
４．低通滤波。
将不同嵌入强度含水印信号分别通过截止频率为３ｋＨｚ和４ｋＨｚ的低通滤波器（采用的工具是ＣｏｏｌＥｄｉｔ），检测出的水印如图３．７（ｅ）和图３．７（ｆ）５．重新量化。
wavmark原理
wavmark原理wavmark是一种基于互联网技术的数字水印技术，它可以用于保护数字媒体内容的版权和完整性。
下面我们将介绍wavmark原理以及它的应用。
1. wavmark简介wavmark是一种针对音频文件的数字水印技术。
通过在音频信号中嵌入特定的数字信息，我们可以实现对音频文件的追踪、溯源和版权保护。
2. wavmark原理wavmark的原理基于音频信号的脆弱性，即对音频信号进行微小的修改不会对听觉质量产生明显的影响。
这样，我们可以在音频信号中嵌入数字水印信号，而人类听觉系统几乎无法察觉到这些变化。
具体来说，wavmark的原理由以下几个步骤组成：- 音频信号分析：将音频信号进行频谱分析，获取音频的特征信息。
- 数字水印生成：根据用户定义的水印内容，生成数字水印信号。
- 水印嵌入：将数字水印信号嵌入到音频信号的特定位置，使其与原音频信号合成。
- 水印提取：在接收端，从含有水印的音频信号中提取出数字水印信号。
- 验证与解码：校验提取到的数字水印信号的完整性和正确性，并进行解码，获取水印内容。
3. wavmark的应用wavmark技术在互联网领域有着广泛的应用，以下是其中一些常见的应用场景：- 版权保护：由于数字水印可以嵌入到音频文件中并且不影响音频质量，因此可以用于音乐、电影等数字媒体内容的版权保护和防止未授权传播。
- 数字取证：wavmark可以用于数字取证，当音频作为关键证据的时候，可以通过数字水印来追踪和验证其来源，增加取证的可靠性和真实性。
- 音频追踪：在音频广播领域，wavmark技术可以用于追踪广播内容的传播路径，确保广播内容的安全和合规性。
- 数据隐藏：除了保护版权，wavmark还可以将其他重要的信息隐藏在音频文件中，例如数字签名、身份认证等，以实现安全传输和数据隐蔽。
总结：wavmark作为一种基于互联网技术的数字水印技术，通过在音频信号中嵌入特定的数字信息，实现了对音频文件的追踪、溯源和版权保护。
数字音频水印技术的探索与应用
本文就数字音频水印技术的发展、特点、算法等方面进行了阐述，对数字音频水印技术（以及音频指纹识别技术）作为媒体融合的中间介质在广播电视领域的最新应用进行了简要的说明与概括。
数字音频水印 掩蔽效应 鲁棒性 音频指纹识别 北京电视台官 健 王 麒 康许剑 程 宏一 数字音频水印技术概述1. 数字音频水印的概念数字音频水印技术是将数字水印通过一些特定的水印嵌入算法嵌入到原始音频文件中，同时对原始音频文件的音质不会产生太大的影响，或者人耳感觉不到音质的变化。
数字音频水印技术还要能够有效地抵抗违法侵权行为的各种攻击，在需要时能够完整地提取出所嵌入的水印内容，以便作为证据来保护版权所有者的合法权益。
2. 理论依据在音频文件中嵌入水印的一般都要利用人类听觉系统的某些特征来实现，充分利用这些特征可以提高水印算法的不可感知性。
（1）掩蔽效应当人们同时听两个声音时，其中一个声音的感受会因为另一个声音的出现而发生改变。
人们愿意接受的声音成为“信号”，信号以外的各种杂乱声音统称为“噪声”。
噪声的干扰，使人们对信号的听阈提高，这种现象称为掩蔽效应。
假定声音A 的阈值为50dB ，若同时又发出声音B ，这时要听清楚声音A ，声音A 的阈值提高到64dB ，即比原来的阈值要提高14dB 才能被听到。
一个声音的阈值因另一个声音的出现而提高听阈的现象称为听觉掩蔽。
在上述例子中，B 称为掩蔽声，A 称为被掩蔽声，14dB 称为掩蔽量。
掩蔽现象是神经系统判断的率高的纯音掩蔽作用大，即低频声能有效地掩蔽高频声，但高频声对低频声的掩蔽作用不大。
掩蔽量随掩蔽声声压级的增加而提高，并且掩蔽的频率范围变宽。
（2）人耳对声音信号相位的敏感度人耳对声音信号的绝对相位不敏感，而只对其相对相位敏感。
（3）人耳对频率的敏感度人耳对不同频段声音的敏感程度不同，通常人耳可听见20Hz~18kHz 的信号，但对300Hz~3400Hz 范围内的信号最敏感，幅度很低的信号也能被听见，而在低频区和高频区，能被人耳听见的信号幅度要高得多。
音视频数字水印技术研究与应用实践
音视频数字水印技术研究与应用实践随着数字化媒体的快速发展，音视频数字水印技术已经成为一种重要的数据保护和版权保护手段。
本文将对音视频数字水印技术进行研究，并探讨其在实践中的应用。
一、音视频数字水印技术概述音视频数字水印技术是指在音频、视频文件中嵌入特定的数字信息，用于识别和保护知识产权。
数字水印技术主要包含嵌入和提取两个过程，嵌入是将数字信息嵌入原始音视频文件中，提取是从嵌入了数字信息的音视频文件中提取出数字水印的过程。
二、音视频数字水印技术的研究1. 音频数字水印技术研究音频数字水印技术主要包括嵌入算法和提取算法两个方面。
嵌入算法主要涉及如何将数字信息嵌入到音频文件的特定位置，使得水印具有抗攻击性和鲁棒性。
提取算法则通过对水印进行分析和解码，从嵌入了数字水印的音频文件中提取出水印信息。
研究人员通过对嵌入算法和提取算法的改进和优化，提高了水印的鲁棒性和隐蔽性。
2. 视频数字水印技术研究视频数字水印技术相比音频数字水印技术更为复杂，主要涉及到嵌入领域和宽领域两个方面。
嵌入领域即将数字水印嵌入到视频的空间域中，而宽领域则是将数字水印嵌入到视频的频域中。
嵌入领域的算法一般是对视频像素进行调整，使得数字水印的嵌入尽可能不影响视频质量。
宽领域的算法则是通过对视频的频域进行变换，将数字水印嵌入到特定的频率区间中。
视频数字水印技术还需要考虑到视频的时域特性和压缩编码的影响，对算法进行适当的调整和优化。
三、音视频数字水印技术的应用实践1. 版权保护音视频数字水印技术可以对音视频文件进行唯一认证，并且不容易被篡改或删除。
版权方可以通过数字水印技术对音视频内容进行跟踪和监控，以确保知识产权的合法权益。
数字水印技术也可以帮助版权方提供证据以应对盗版和侵权行为。
2. 防止盗录音视频数字水印技术可以防止音视频内容被未经授权的设备录制和传播。
数字水印技术可以将音视频文件与特定硬件设备进行绑定，只有携带特定的硬件设备才能正常播放和解码，从而有效防止盗录和非法传播。
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10 lg[
1
N 1
s(n)h(n) exp(
j2
nk )]2
(6 - 2)
N n0
N
第6章 音频数字水印技术
(2) 确定纯音和噪音成分。 这样做是因为纯音和噪 音的掩蔽模型不同。 如果某个频谱成分的局部极大值 (S(k)＞S(k+1)且S(k)≥S(k-1))， 满足下式：
S(k)-S(k+j)≥7 dB
第6章 音频数字水印技术
6.1.4 数字音频水印系统的典型应用 随着音频素材在互联网上的指数级增加， 数字音
频水印技术有着广泛的应用前景： (1) 为了便于对音频素材进行查找和检索， 可以用
水印技术实现元数据(描述数据的数据)的传输， 就是 用兼容的隐藏的带内方式传送描述性信息。
第6章 音频数字水印技术
j∈{-2,+2}, if 2＜k＜63
j∈{-3, -2, +2, +3}, if 63≤k＜127
(6 - 3)
j∈{-6, -5, …, -2, +2, …, +5, +6}, if 127≤k≤250
则该成分是纯音。
S (k 1)
S(k)
S (k 1)
Stm (k ) 10 lg[10 10 10 10 10 10 ]
第6章 音频数字水印技术
2. 听觉相似性 数字水印是在音频载体对象中嵌入一定数量的掩 蔽信息， 为使得第三方不易察觉这种嵌入信息， 需谨 慎选择嵌入方法， 使嵌入信息前后不产生听觉可感知 的变化。 3. 是否需要原始数据进行信息提取 根据数据嵌入和提取方案的不同设计， 有些方案 可以不需要借助于原始数据进行信息提取， 这一性能 将影响方案的用途和性能。
第6章 音频数字水印技术
第6章 音频数字水印技术
6.1 概述 6.2 人类听觉特性 6.3 时域音频水印算法 6.4 变换域音频水印算法 6.5 其他类型的水印算法 6.6 音频水印的评估标准和攻击 6.7 小结
第6章 音频数字水印技术
6.1 概 述
6.1.1 音频信号的数字化 音频信号的数字化是指对模拟的声音信号进行A/D
LTg (i) 10lg 10LTq (i)/0
0 30
空域 小 波域
40 50 60 70 80 90 100 JP EG压 缩 品 质
图 6 - 1 绝对听阈曲线图
第6章 音频数字水印技术
(4) 计算局部掩蔽阈值与整体掩蔽阈值。 对原始的N/2(即256) 个频域采样点(用k代表)， 只 有其中的一部分采样点(用i代表)被用来计算整体掩蔽 阈值。 层Ⅰ和层Ⅱ所用到的采样点不同。 层Ⅰ： 频带被划分为30个子带， 最低频6个子带 中所有采样点都用到， 接下来的6个子带的采样点每2 个用到1个， 余下的18个子带的采样点每4个用到1个。
(6 - 4)
第6章 音频数字水印技术
(3) 去除被掩蔽成分， 分为以下两步： ① 根据如图6 - 1所示的绝对听阈曲线， 把在绝对 听阈以下的纯音和噪音成分去除。 ② 对相互间隔小于0.5 Bark的多个纯音成分只保留 其中有最大值的那一个。
第6章 音频数字水印技术
比 特误 码 率
0.3 5 0.3 0.2 5 0.2 0.1 5 0.1 0.0 5
第三种情形是信号被转换为模拟形式， 通过模拟 线路进行传播， 在终端被重新采样。
第6章 音频数字水印技术
6.1.3 对音频数字水印的要求 要想成功地在数字音频媒体中隐藏水印， 必须注
意以下几方面的要求。 1. 对数据变换处理操作的稳健性 要求水印本身应能经受得住各种有意无意的攻击。
典型的攻击有添加噪声、 数据压缩、 滤波、 重采样、 A/D-D/A转换、 统计攻击等。
(2) 在广播领域中， 可以用水印技术执行自动的任 务， 比如广播节目类型的标识、 广告效果的统计分析、 广播覆盖范围的分析研究等。 其优点是不依赖于特定 的频段。
(3) 用水印技术实现知识产权的保护， 包括所有权 的证明、 访问控制、 追踪非法拷贝等。 这也是水印技 术最初的出发点。
第6章 音频数字水印技术
第6章 音频数字水印技术
6.1.2 音频信号传送环境 在实践中， 含有水印的音频信号从编码到解码之
间有多种可能的传播途径。 这里， 我们仅考虑最普通 的四种情形。
第一种情形是声音文件从一个机器拷贝到另一个 机器， 其中没有任何形式的改变。
第二种情形是信号仍然保持数字的形式， 但采样 率发生变化。
第6章 音频数字水印技术
第6章 音频数字水印技术
层Ⅱ： 频带被划分为30个子带， 最低频3个子带 的所有采样点都用到， 接下来的3个子带的采样点每2 个用到1个， 接下来的6个子带的采样点每4个用到1个， 余下的18个子带的采样点每8个用到1个。 共用到采样 点132个。
第6章 音频数字水印技术
(5) 掩蔽是可以叠加的， 因而在z(i)处具有的总掩蔽 阈值LTg(i)为z(i)处的安静时阈值LTq(i)和所有临
转换， 使其转化为数字信号。 这个过程有两个重要的 参数： 量化精度和瞬态采样频率。
第6章 音频数字水印技术
对高质量音频的量化方式最流行的格式是16 bit线 性量化， 如Windows可视音频格式(WAV)和音频交换 文件格式(AIFF)。 另一种较低质量音频的量化方式一 般采用8 bit μ律量化。 这些量化方法会使信号产生一 些畸变， 在8 bit μ律量化中显得更为明显。
6.2 人类听觉特性
频域掩蔽算法的具体实现步骤如下： (1) 计算频谱。 对每16 ms的信号s(n)， 其采样点数 N=512， 用Hamming窗h(n)进行加窗处理
8
h(n) 3 [1 cos(2 n )]
2
N
(6 - 1)
第6章 音频数字水印技术
s(n)的功率谱由下式得到
S (k )
第6章 音频数字水印技术
4. 数据提取误码率 数据提取误码率也是音频水印方案中的一个重要技 术指标， 因为一方面存在来自物理空间的干扰， 另一方 面信道中传输的信号会发生衰减和畸变， 再加上人为的 数据变换和攻击， 都会使数据提取的误码率增加。 5. 嵌入数据量指标 根据用途的不同信。