[发明专利]一种自适应混合域音频水印嵌入方法

权利要求书

1.一种自适应混合域音频水印嵌入方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，数据预处理，将待嵌入水印的音频转换为目标格式的音频文件；

S2，将预处理后得到的音频文件分帧处理，获取包括嵌入区和定位区的嵌入单元，将嵌入区和定位区的采样点分别进行离散小波变换并获得近似系数，再对二者的近似系数分别开展复倒谱变换；

S3，对嵌入区的复倒谱变换均值进行量化并嵌入音频水印信号，对嵌入后的音频信号作逆复倒谱变换，得到嵌入后的离散小波变换近似系数，再进行逆离散小波变换获得嵌入音频水印后的音频信号；其具体包括：

S31，嵌入区和定位区的离散小波变换近似系数在复倒谱变换谱上的值分别为CCEPS_e和CCEPS_l，截取复倒谱变换谱的中间平稳部分，设前后截取长度为l₀，获得嵌入区和定位区的复倒谱变换均值分别为其中[l₀:-l₀]代表截取前后长度l₀个元素后的中间部分；

S32，设置嵌入强度为β，β∈(0,1)，则每个嵌入帧的量化步长q＝mean_l*β；

S33，对嵌入区的复倒谱变换均值mean_e作量化，设量化后的均值为mean′_e、嵌入的信号为w_i，则

其中，IQ(mean_e)表示对嵌入区的复倒谱变换均值作量化操作，由此获得缩放因子f＝mean′_e/mean_e，进而获取嵌入区的复倒谱变换系数CCEPS_e[l₀：-l₀]′＝CCEPS_e[l₀：-l₀]*f；

S34，对嵌入后的音频信号作逆复倒谱变换，得到嵌入后的离散小波变换近似系数Ac′＝ICCEPS(CCEPS_e′)，再进行逆离散小波变换得到一个嵌入帧嵌入音频水印后的音频信号其中S_l为该嵌入帧中定位区的原始音频信号。

2.根据权利要求1所述的音频水印嵌入方法，其特征在于，步骤S1中的所述目标格式的音频文件为采样率44.1kHz或48kHz、立体声、16bit的wav文件，并将wav文件读取到内存构造成2个Int16的数组。

3.根据权利要求1所述的音频水印嵌入方法，其特征在于，步骤S2具体包括如下步骤：

S21，获取一个嵌入单元的长度；

S22，获取嵌入帧的长度，并根据嵌入帧中的有效嵌入单元数量选取作为水印嵌入的嵌入帧；

S23，将嵌入帧中的嵌入单元的嵌入区和定位区的采样点分别进行k阶离散小波变换并获得近似系数，再对二者的近似系数分别开展复倒谱变换，使离散小波变换后得到的较大数值变化经复倒谱变换后映射到一个小范围中。

4.根据权利要求3所述的音频水印嵌入方法，其特征在于，步骤S21具体包括，获取包括嵌入区和定位区的嵌入单元，获取离散小波变换的阶数k，同时设置常量α为嵌入区的扩容因子，α取值包括8、16、32，定义一个常量N表示嵌入区和定位区的长度，那么一个嵌入单元的长度即为2N，其中N＝(2^k)*α，则一个嵌入单元的采样点个数为(2^k)*α。

5.根据权利要求3所述的音频水印嵌入方法，其特征在于，步骤S22具体包括，设水印图片的长和宽分别为h和w，则水印数据长度为h*w，嵌入一次水印至少需要的采样点长度L＝h*w*N*2,根据音频采样率fs，获取嵌入一个完整的水印需要音频的时间t＝L/fs，根据时间t获取嵌入帧的帧长其中n为一个常量；然后获取定位区的能量大小数据，过滤掉定位区能量小于阈值的嵌入单元，并对可嵌入帧中定位区能量大于阈值的嵌入单元按能量大小降序排序，并选出h*w个作为水印的嵌入单元。