数字水印在音频信号中的应用

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数字水印技术

9.1.4 数字水印的分类
（2）按感知特性划分：
不可感知水印（不可见水印）：人的感观不能感知嵌入的水印，不影响作品的质量，具有较高的使用价值可感知水印（可见水印）：可觉察数字水印嵌入到载体后会在媒体中留下明显的印记，主要用于标识版权，防止非法使用，虽然降低了资料的商业价值，却不妨碍使用者的使用，如电视台的台标等。
数字水印应具有如下的基本特征:

不可感知性水印容量鲁棒性

可证明性
安全性
数字水印的安全性与密码系统的安全性非常类似，即水印嵌入的算法是公开的，安全性建立在密钥管理基础上，只有拥有密钥才能提取水印。数字水印系统一般使用一个或多个密钥来确保水印安全。
9.1.3 数字水印系统的组成

可证明性安全性
9.1.2 数字水印的基本特征
数字水印应具有如下的基本特征:

不可感知性水印容量鲁棒性可证明性
数字水印算法能够正确识别出被嵌入到保护对象中的有关信息，例
如经过注册的用户编码、产品的标识或者其他任何有意义的文字等，并且在需要时将其提取出来作为证据。

安全性
9.1.2 数字水印的基本特征
Playback control
Record control
Illegal copy
Non-compliant recorder
应用领域(4)——数字指纹
Distributed copies Digital fingerprints Users
Original image
应用领域(5)——内容验证
数字水印应具有如下的基本特征:

不可感知性
对不可感知的数字水印来说，是指加入数字水印后不会改变数字产品的感知效果，即感知不到数字水印的存在。

音乐行业音频制作规范

音乐行业音频制作规范音频制作是音乐行业中不可或缺的一环，它直接关系到音乐作品的质量和市场竞争力。

为了确保音频制作达到专业水准，以下是一些音乐行业音频制作规范的指南。

一、录音准备在进行音频制作之前，必须进行适当的录音准备工作。

首先，选择合适的录音环境，确保没有过多的噪音和回音。

其次，准备好适用的录音设备，包括麦克风、录音机和音频处理器等。

最后，确认录音设备的状态良好，可以正常运作。

二、录音技巧良好的录音技巧是音频制作的关键。

以下是一些常用的录音技巧：1. 选择适当的麦克风：根据音频制作的需求和音乐风格，选择合适的麦克风。

例如，使用动圈麦克风适合录制人声，而使用电容麦克风适合录制器乐。

2. 控制录音水平：确保录制的音频信号在适当的范围内，避免过高的录音水平导致音频失真或过低的录音水平导致信噪比低下。

3. 控制录音距离：根据录音对象和录音环境的实际情况，控制好录音设备与录音对象之间的距离，避免过远或过近导致音质问题。

4. 使用吸音材料：合理使用吸音材料，如吸音板、吸音棉等，减少录音环境中的回音和混响，提高音频质量。

5. 避免个人噪音：在录音时，避免身体移动、呼吸声或其他个人噪音干扰录音。

三、音频处理音频处理是音频制作中的重要环节，它可以改善音频的质量和声音效果。

以下是一些常用的音频处理技巧：1. 混音：通过调整不同音频通道的音量、平衡和空间定位等参数，将多个音频轨道混合在一起，形成一个完整的音频输出。

2. 均衡：使用均衡器调整不同频段的音量，改善音频的音色和平衡度。

3. 压缩：通过压缩器调整音频的动态范围，平衡强弱音部分的音量，使音频更加平滑。

4. 混响：在音频中添加适当的混响效果，增加音频的立体感和空间感。

5. 噪音处理：使用降噪工具或去除噪音软件，消除录音中的噪音干扰，提高音频的纯净度。

四、音频文件格式在音频制作完成后，需要将音频文件导出保存。

以下是一些常用的音频文件格式：1. WAV：无损音频格式，音质高保真，适合在专业音频工作站中使用。

基于恒定统计特征的数字音频水印技术

ＷＡＧＱ，Ｉｉｈｎ，ＮｉＬ — ｅｇＷＡＧＢｎ—ｉＣＥｉＢｃＮｉｇｘ，ＨＮＱ
（ｎｔｕｅｏｎｏｍａｉｎＥｇｎｅｉｇｎｏｍａｉｎＥｇｎｅｉｇＵｉｅｓｙｈｎｚｏ５０２，ＣｉａＩｓｔｔｆＩｆｒｔｎｉｅｒ，Ｉｆｒｔｎｉｅｒｎｖｒｉ，Ｚｅｇｈｕ４００ｉｏｎｏｎｔｈｎ）
⑥ 在大多数情形下，印检测不应该需要原始音水
Ｋｅｒｓｄｇｔｌａｄｏｗｔｒｒｉｇｉｅｉｏｍｔｎ；ｓａｉｉａｐｒｍｅｅ；ｂｉｄｅｔｃｉｎｙｗｏｄ：ｉａｕｉａｅｍａｋｎ；ｓｄｎｒａｉｉｆｏｔｔｔｌａａｔｒｌｘｒｔｓｃｎａｏ
对于数字水印的本质，ｏ人认为数字水印Ｃｘ等是边信息通信机制的一种特殊形式 …—— 从水印嵌入器向水印接收器传输信息。基本分为３个模型，最先提出的模型中，在载体作品被当作纯噪声；在第２个模型中，载体作品仍被视为噪声，该噪但声为信道编码器提供边带信息；最后一个模型不把载体作品当作噪声，而是当作另一类信息，必须它和水印信息一起用复用的方式传输。有意义的数字音频水印技术是将具有特定意义的信息嵌入到原始音频中而不显著地影响其质量。水印隐藏在宿主音频数据中通常不为人所感知，此外还必须能够抵抗常规音频信号处理以及某些恶意的攻击。

改进型扩频水印算法及在音频认证上的应用

ＡｂｔａｔｓｒｃＴｉｐｐｒｐｔｆｒｒｅａｖｎｅｌｏｉｍｎｓｒａ・ｐｃｒｍｔｒｒｋｎａｅｎｔｅｂｓｃａｇｒｈｏｐｅｄｓｅ－ｈｓａｅｕｓｏｗａｄｔｄａｃｄａｇｒｈｏｐｅｄ－ｅｔｕｗａｅｍａｉｇｂｓｄｏａｉｌｏｔｍｆｓｒａ・ｐｃｈｔｓｈｉ－・
１ｄｎｈｅａｌｄｓｒａｃａｌｏｉｃｅｓｄａｏｔ１ｄｅＮＲｉ２ｄｗｉｈｃｕｄｒｄｃｈｉｕｂｎｅｇｅｔｒｍｉａ０Ｂａｄｔｅｂａｂｅｉｔｂｎｅｈｓａｓｎｒａｅｕ０ＢｗｎＳｓ０Ｂ，ｈｃｏｌｅｕｅｔｅｄｓｒａｃｒａｌｆｒｕｂｈｔｙｏｓｌｎｇ
ｉｅｆａｄｈｖａｇｒｖｍｅｔｉｅｂａａｌｏｄｔｏｓｎｅｓｔｉｏｍａｉｉｕｔｃｓＢｅａｓｈｇｒｔｍＳｓｍｐｏｅｔｌｎａｅａｌｒｅｉｏｅｎｎｔｅｂｅｌａｏｎｉｅａｄｓｎｉｖｔｔｌｃｏｓａｔｋ．ｃｕｅｔｅａｏｉｓｍｐｈｒｉｙａｌｈｉｕｔｉｒｖｄ
ａｄｓｇａｗｔａｅａｋｎｓ＋４．０．ｏａｎｉｈｔｅｂｓｃｓｒａ —ｐｃｒｍ，ｈｒｏｒｂｂｌｙｈｓｒｄｃｄ３ｏｄｒｅＮＲｉｎｉｎｌｉｗｔｒｒｉｇｉｈｍ６５９１Ｃｍｐｒｇｗｔａｉｐｅｄｓｅｔｕｔｅｅｒｒｐｏａｉｔａｅｕｅ７ｒｅｉｈｉｗｈｎＳｓ

数字水印技术

数字水印技术(Digital Watermarking) ,其基本思想是将经过适当变换后的特殊信息(数字水印)利用数字嵌入的方法隐藏在载体对象(数字作品)中。

水印信息可以是ID序列号、签名、图章、商标、图片等权利人身份标识或其他具有特定意义的内容，用来标明作品的来源、版本、著作者、出版者、发行者、日期、权限等权利管理信息。

数字水印的发展方向主要体现在以下几个方面：(1)鲁棒性、安全性更好的数字水印算法，同时还要考虑水印的不可感知性、自适应性、数据容量等特性。

(2)基于数字水印技术、可适用于多种媒体类型的软件开发及系统集成，如数字版权保护管理系统等。

(3)数字水印在网络环境下的应用，特别是水印的网络快速自动验证。

利用移动代理技术，可在网络上自动追踪非法或未授权的数字媒体内容。

(4)数字水印技术的标准化，如制定具有通用性的水印算法标准、水印系统评估和测试标准等。

(5)数字水印技术与其他信息安全技术(如加密、数字签名等)相结合，构建完整的数字版权保护解决方案。

(6)数字水印技术与生物认证技术相结合，利用人类自身的生理特征(如指纹、虹膜、DNA等)或行为特征(如签名、语音、步态等)构造认证水印。

数字水印的概念：数字水印是通过一定的嵌入算法在多媒体数据(数字化的图像、文本、音频、视频、三维动画等)中隐藏的特殊信息(版权信息、认证信息、保密信息或其他有关信息)，可以通过相应的检测和提取算法对水印信息加以验证。

数字水印的基本特性：数字水印具有不可感知性、安全性、鲁棒性等基本特性。

不可感知性(imperceptibility)也称透明性。

从信号处理的角度看，嵌入载体作品的水印信号可以视为在强背景下叠加一个弱信号，只要叠加的水印信号强度低于人类视觉系统HVS的对比度门限或人类听觉系统HAS对声音的感知门限，HVS或HAS就无法感知到信号的存在。

由于HVS和HAS 受空间、时间和频率特性的限制，数字水印技术利用数字作品中普遍存在的冗余数据与随机性，对作品作一定的调整处理，可以在不被感知的情况下隐藏水印信息。

面向音视频数字档案的水印技术研究

问题探讨PROBLEMS DISCUSSED天地２０１５年第７期43面向音视频数字档案的水印技术研究■ 马林联　罗为荣　赵丽玲　李章兵　向德生　葛　昆１、前言档案信息化是指利用数据库技术、数据压缩技术、高速扫描技术等技术手段，将纸质文件、声音、图像、影像等传统介质文件和已归档保存的电子档案，系统组织成具有有序结构的档案信息库。

数字档案的使用既可以保护原始档案，又能方便公民查阅，但同时也产生了数字档案的保护问题。

由于数字化产品可以毫无损失的复制、存储，甚至重新生成，从而数字档案的非法获取也更为容易。

这就迫切地需要对这些数字化的档案进行有效的保护。

使用数字水印技术在数字档案中加入水印信息，一方面可以防止其它团体或个人非法使用该数字档案或对该数据档案宣称拥有版权；另一方面可以防止伪造数字档案。

２、特点数字音视频水印技术横跨了信号处理、数字通信、密码学、模式识别等多种学科。

数字音视频水印技术就是在不影响原始音视频信号听觉和视觉质量的前提下，通过一定的算法向数字音视频信号中嵌入易于提取的秘密信息的过程。

根据应用目的的不同，被嵌入的信息可以是具有特定意义的信息，如：作者的序列号、单位标志或有特殊意义的文本；可以是用来识别音视频作品的来源、版本、创作者、发行者、所有者以及合法使用者对该作品的所有权的标识符；也可以是不具有任何特定含义的字符串或随机序列，用来进行数字音频作品的完整性认证。

水印与原始音视频数据紧密结合并隐藏在其中，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。

因此，数字水印技术不仅在验证数字档案真实性和完整性上发挥着重要作用，还在档案工作的信息追踪、媒体宣传和防止伪造上有着不可估量的作用。

３、研究内容针对目前国内外音视频数字水印算法所存在的缺点和问题，主要研究以下内容：(1)水印信息生成：水印可由多种模型构成，如伪随机序列、数字标识、文本以及图像等，研究扩频原理，设计包含音视频作品的来源、版本、创作者、发行者、所有者的水印信息，并采取加密和认证机制。

基于扩频的数字音频水印技术研究

基于扩频的数字音频水印技术研究王浩;陈砚圃;高悦;王红柱【摘要】A digital audio watermark embedded scheme based on spread spectrum in time-domain and frequency-domain is overview. A conclusion that the length of pseudorandom sequence and height correlation of audio carrier directly impact the false-alarm and false dismissal probability of detection is obtained by analysing the statistical characteristics of coherent detection. The correctness of the above-mentioned conclusion was proved by experiment and simulation. The common whitening filters are concluded. The synchronization difficulty of the spread-spectrum digital audio watermark is discussed in this paper. The problems existing in current technology are summarized and the prospect of the future development in this field is pointed out.%论述了时域、频域的扩频数字音频水印嵌入方案.通过分析相关检测的统计特性,得出伪随机序列的长度与音频载体本身的高度相关性直接影响检测的虚警和漏警概率,且通过实验仿真验证了上述结论的正确性,并归纳了目前常用的白化滤波器.讨论了扩频数字音频水印的同步问题,最后总结了当前存在的问题并对其发展进行了展望.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)002【总页数】3页(P7-9)【关键词】扩频;数字音频水印;白化滤波器;同步攻击【作者】王浩;陈砚圃;高悦;王红柱【作者单位】西安通信学院,陕西西安 710106;西安通信学院,陕西西安 710106;西安通信学院,陕西西安 710106;西安通信学院,陕西西安 710106【正文语种】中文【中图分类】TN919-34由于扩频技术具有抗干扰能力强，隐蔽性好等优点，在音频水印中得到广泛的应用，其思想是将水印比特流视为窄带信号，经伪随机序列调制得到宽带信号即水印信号，视音频载体为宽带信道，这样水印的能量分散在音频载体中，隐蔽性较好。

一种用于版权保护的音频数字水印算法

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∞
ｕｅｏｏｙｉｈｒｔｃｉｎｓｄｆｒｃｐｒｔｐｏｅｔ．ｓｏ
【ｅｏｄ】ｄｉｌａｒａｉ；ｏｙｇｔｐｔｔｎｄｓｅａｅｔｔｎｆｍＫｙｗｒｓｉｔｔｍｒｎｃｐｒｈｒｅｉ；ｉｒｅｗｖｌａｓｒｇａｗｅｋｇｉｏｃｏｃｔｅｒｏ
位敏感而对实际相位不敏感的特性，ｎ叮域修改在
（ｊ可闻性嵌入音频信号中的数字水印对１于人耳是无法听到的，即嵌入的水印对信号品质的改变非常有限，人耳较难区分原始音频信号和嵌入
水印后的音频信号。（）全性。未经授权的人无法检测到水印或２安
是一维的伪随机序列，水印提取时需要用到原始在
的水印信号，通过计算相似度或相关程度来判定水
印是否存在Ｌｓ４Ｉ到参考文献『】启发，Ｋ受６的笔者提
陈琦．信息工程大学信息技术学院硕士研究生，研究方向为数字水印技术和数字信号处理
该算法具有较强的稳健性，可用于数字音频产品的版权保护。
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【关键词】数字水印；版权保护；离散小波变换【ｂｔｃ】ＩｔｓｐｐｒｎａｄｉｔａｒａｉｌｒｈｈｈｉｂｓｎｔｉＡｓａｔｎｈａｅｕｉｄｉｌｗｔｍｒｎａｏｉｍｗｉｓａｄｏｈｄ — ｒｉ，ｏｇａｅｋｇｇｔｃｅｅｓ
王炳锡，信息工程大学信息技术学院教授、士生导博师长期从事通信与信息处理的教学、研究开发工作。

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数字水印在音频信号中的应用
数字水印是一种数据隐藏技术，可以将信息隐藏在各种媒体内容中。

音频信号
作为数字媒体的一种，也可以使用数字水印技术进行信息隐藏。

数字水印可以在不影响听觉质量的情况下，提高音频文件的保护性和鉴别性。

数字水印在音频信号中的应用已经得到了广泛的研究和实践。

一、数字水印的概念和分类
数字水印是一种数据隐藏技术，利用数字信号的容量和某些数据嵌入算法，将
关键信息嵌入到原始数据中。

数字水印可以分为可见数字水印和不可见数字水印两种。

可见数字水印是指直接将嵌入的信息以可见形式显示在多媒体数据的某个位置，例如电影中的字幕。

而不可见数字水印则是在媒体数据中嵌入看不见的信息，用户无法感知嵌入的信息的存在。

数字水印又可以分为鲁棒性数字水印和非鲁棒性数字水印。

鲁棒性数字水印可以抵抗常见的攻击，例如压缩、格式转换、滤波、加噪声等，不会被恶意攻击者所破坏。

非鲁棒性数字水印则容易受到攻击的破坏或删除，例如早期的数字水印技术。

二、数字水印在音频信号中的应用
数字水印技术可以在音频信号中嵌入信息，增加音频文件的保护性和鉴别性。

数字水印可以分为同步数字水印和非同步数字水印两种。

同步数字水印是指数字水印嵌入和接收流程的时基相同，可以由发行者或接收者控制，例如商用的数字音频保护（Digital Audio Protection，DAP）技术。

非同步数字水印是指嵌入和接收过程没有时基限制，可以通过接收端算法实现检测和提取。

1.版权保护
数字水印技术可以在音频文件中嵌入版权信息，例如发行者、版权号等。

在数
字传输中，这些信息可以用于保护音频文件免受未授权的复制和分发。

通过数字水印技术，可以有效地防止非法复制和传播音频文件。

2.鉴别性
数字水印技术可以嵌入唯一的标识符，用于区分不同的音频文件。

这些标识符
可以在音频文件被篡改或者传播过程中进行追踪，从而更加方便地确定音频文件的来源和使用情况。

例如，在法律纠纷中，可以通过数字水印技术进行音频文件的鉴别和识别。

3.信息隐藏
音频信号中的数字水印技术可以用于信息隐藏，例如在广告中嵌入特定的信息。

这些信息可以在听众听到广告时进行感知，从而提高广告的效果。

此外，数字水印技术还可以用于在音频文件中嵌入语音指令，实现音频控制系统的识别和操作。

三、数字水印在音频信号中的实现
数字水印技术的实现需要对音频信号进行处理和调制。

一般来说，数字水印技
术包括嵌入和检测两个过程。

嵌入过程是指将数字信息嵌入到音频信号中，而检测过程是指从嵌入了数字水印的音频信号中提取嵌入的数字信息。

数字水印技术的成功实现需要满足以下几个关键要素：
1.音频信号的特征分析
在数字水印技术的嵌入和检测过程中需要对音频信号进行特征分析，以便确定
嵌入和检测的信息量和方法。

例如，不同的采样率和位深度对数字水印技术的影响不同，需要根据实际的音频信号特点进行处理和调整。

2.数字水印系统的算法设计
数字水印系统的算法设计是实现数字水印技术的重要因素。

算法需要能够在不
影响音频文件质量的情况下，嵌入和提取足够的数字信息。

同时，算法需要具有较强的抗干扰性和鲁棒性，能够有效抵御各种攻击和干扰的影响。

3.数字水印的鉴别力和可靠性
数字水印的鉴别力和可靠性是数字水印技术的重要目标之一。

数字水印需要能够准确地鉴别出嵌入的信息，并在合适的情况下提取出来。

数字水印还需要具有较强的可靠性，不受误判和破坏的影响，保证用户的权益和数字媒体的安全性。

四、数字水印技术的发展趋势
随着数字媒体的发展和广泛应用，数字水印技术在媒体保护和信息隐藏方面的应用将越来越广泛。

数字水印技术需要进一步适应各种数字媒体格式和不同的应用场景，提高数字水印的安全性和可靠性。

数字水印技术还需要进一步研究数字水印在音频信号中的前沿技术，例如基于深度学习的数字水印技术，从而更好地适应数字媒体的发展趋势。

数字水印技术将为音频信号和数字媒体提供更加完善和多元化的保护和应用。