[发明专利]一种用于提高MP3文件中水印嵌入容量的MP3水印方法

权利要求书

1.一种用于提高MP3文件中水印嵌入容量的MP3水印方法，该方法基于小值区Huffman表码字与水印映射关系，其特征在于：该方法包括码字分类、码字与水印映射、水印嵌入过程和水印提取过程；其中，所述的码字分类是对小值区Huffman表中的所有码字按照汉明重量不同进行划分；所述的码字与水印映射是根据码字分类结果和汉明距离最小原则建立码字与水印之间的映射关系；所述的水印嵌入过程为：水印嵌入之前，对MP3编码过程中使用的小值区Huffman表中的码字按照码字汉明重量不同进行分类，然后按照分类结果与汉明距离最小原则建立码字和水印间的映射关系；在水印嵌入过程中，依次对MP3文件中的每帧数据进行解码，在解码到小值区时，每解码出一个小值区四元组值，就按照码字与水印间的映射关系嵌入水印，然后将修改后的码字写入MP3文件；最后，将所有处理完毕的MP3帧重构成含水印的MP3文件；所述的水印提取过程为：同样对MP3文件中的每帧数据进行解码，当解码到小值区数据时，每解码出一个小值区四元组值就按照码字与水印间的映射关系来提取水印；

其中，所述的水印嵌入过程具体步骤如下：

a.读入MP3文件，对其进行MP3解码操作；解码过程按照MP3标准中的解码流程进行，对MP3文件中的每一帧数据在解码完大值区数据后，进行小值区的解码操作；

b.解码到小值区数据时，每当解码出一个小值区四元组，按照表1中所示的小值区Huffman表码字与水印映射关系找出嵌入水印后的目标码字，该目标码字将替换四元组所对应的原始码字；若解码出的四元组所对应的码字是表1中的未使用的码字，则保留其码字不变；

c.将本帧中的小值区数据按照步骤b处理完毕后，与大值区数据以及当前帧的其他数据共同重构成新的帧数据，并跳到步骤b进行下一帧的处理；

d.当MP3文件中的所有帧都经过水印嵌入操作处理后，将新的MP3帧重构成含水印的MP3文件；

所述的水印提取过程具体步骤如下：

a1.读入MP3文件，对其进行MP3解码操作；解码过程中按照MP3标准中的解码流程进行，对MP3文件中的每一帧数据在解码完大值区数据后，进行小值区的解码操作；

b1.解码到小值区数据时，每当解码出一个小值区四元组，按照表1中所示的小值区Huffman表码字与水印映射关系找出该四元组的码字所对应的水印，即为提取出的水印；若解码出的四元组所对应的码字是表1中的未使用的码字，则不提取水印；

表1

c1.当MP3文件中的所有帧都经过水印提取操作处理后，将所有提取出的水印信息合并成水印文件。

2.根据权利要求1所述的一种用于提高MP3文件中水印嵌入容量的MP3水印方法，其特征在于：所述的码字分类中，分类的对象为MP3编码标准中的用于编码小值区数据的2个Huffman表，分类标准为：计算每个Huffman表中各四元组的汉明重量，将汉明重量相同的四元组所对应的码字归为同一类，若某类中码字个数小于4，则将该类中的所有码字归入其他这个类中；分类结果如表2所示。

表2

3.根据权利要求1所述的一种用于提高MP3文件中水印嵌入容量的MP3水印方法，其特征在于：其中，小值区Huffman表码字与水印映射关系的建立方法如下：

对于小值区Huffman表中的码字分类结果进行简化，使得每类中的码字个数为2ⁿ，其中，n≥2；即在权利要求2的表2的分类结果上，对每类中的码字选取合适的2ⁿ个码字，然后建立这些码字与水印的映射关系。每个分类中码字选取时需要满足：所选取的2ⁿ个码字，其相互之间的汉明距离必须最小，以确保嵌入水印后对原始音频的修改最小；最终建立的小值区Huffman表中码字与水印的映射关系如权利要求1的表1所示。