[发明专利]一种自适应混合域音频水印嵌入方法

说明书

本申请提供了一种自适应混合域音频水印嵌入方法，包括步骤：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。通过该方法嵌入水印在保证隐蔽性的同时，能够在相同音频信号的情况下嵌入更多的水印信息，从而在一定程度上提高音频水印的抗剪辑攻击性。

技术领域

本申请涉及音频数字水印嵌入技术领域，具体而言，涉及一种自适应混合域音频水印嵌入方法。

背景技术

随着数字音频技术的不断发展，音乐版权问题受到重视。用于音频版权保护的技术得到越来越多的研究与关注，无声水印技术就是其中之一。同时互联网的出现在线会议也越来越受到欢迎，音频无声水印技术也可以保证会议的保密性追踪泄密源头。

由于人类听觉系统(HAS)极为灵敏，音频感知冗余较小，水印同时满足隐蔽性和鲁棒性的困难很大，同时音频压缩算法例如MP3(MPEG Layer3)因为其出色的压缩率和音质，随着网络时代的到来已经成为数字音频的主流压缩方式。然而MP3编码是一种有损压缩音频经过压缩后水印信息也将被破坏，因此音频水印的研究相对于图像水印算法更具有挑战性。

现有专利申请号为202010061508.8，名称为一种抗压缩音频无声水印嵌入和提取方法及系统的中国发明专利，其公开了一种基于傅里叶变换的音频水印嵌入方法，该方法的水印嵌入虽然具有较好的隐蔽性，但是在鲁棒性方面尤其是抗剪辑攻击性上还有进一步提升的空间；基于此，本申请力求音频水印嵌入既具有良好的隐蔽性，同时在抗剪辑攻击上具有更优异的表现。

申请内容

本申请的目的在于提供一种自适应混合域音频水印嵌入方法，其在保证隐蔽性的同时，能够在相同音频信号的情况下嵌入更多的水印信息，从而在一定程度上提高音频水印的抗剪辑攻击性。

本申请的实施例通过以下技术方案实现：

一种自适应混合域音频水印嵌入方法，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。

进一步的，所述步骤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。

进一步的，所述步骤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。