[发明专利]一种基于DWT‑SVD和粒子群优化的音频水印方法

摘要

一种基于DWT‑SVD和粒子群优化的音频水印算法，包括对原始音频信号进行水印嵌入；对含水印的音频信号进行水印提取；采用粒子群算法自动确定水印嵌入深度的最优值。本发明应用了小波变换的多分辨率特性和SVD变换的稳定性，使得水印具有较好的鲁棒性，不仅能够抵抗常见信号处理攻击，而且能够抵抗同步攻击。在水印嵌入的过程中，本算法采用了粒子群优化算法，以寻求水印鲁棒性和不可感知性之间的平衡为优化目标，寻找最优水印嵌入强度。本发明具有较大的水印容量，按照本发明方法求解出的最优水印嵌入深度嵌入水印能够达到水印不可感知性和鲁棒性的折衷。

主权项

一种基于DWT‑SVD和粒子群优化的音频水印方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对原始音频信号进行水印嵌入，包括：(1)对原始音频信号进行分块处理；(2)对分块后的音频信号中的每一个块ci，1≤i≤n1，采用公式ci＝Ui×Si×ViT进行SVD分解，分解后得到矩阵Ui，Si和Vi；(3)将每个块分解后得到的矩阵Si中的最大值si构建向量L＝[s1,s2,...,sn1]，并对向量L进行三级小波分解，得到近似分量L3和细节分量Hr，1≤r≤3；(4)对得到的近似分量L3嵌入水印信息；(5)对嵌入水印后的近似分量L3′进行逆变换构建含水印音频信号，包括：利用嵌入水印后的近似分量L3'和细节分量Hr进行三级逆小波变换，得到L'，重构矩阵S'，然后进行逆SVD变换ci'＝Ui×Si'×ViT，重构音频信号矩阵A*'，并对A*'进行降维处理，得到含水印的音频信号；2)对含水印的音频信号进行水印提取，包括：(1)对含水印的音频信号进行分块处理；(2)对分块后的音频信号中的每一个块ci”进行SVD分解ci”＝Ui'×Si”×Vi'T，分解后得到矩阵Ui'，Si”和Vi'；(3)将每个块分解后得到的矩阵Si”中的最大值si”构建向量L”＝[s1”,s2”,..si”..,sz”]，并对向量L”进行三级小波分解，得到近似分量L3”和细节分量Hr'，1≤r≤3；(4)根据近似分量L3”和水印嵌入的位置信息(p1,p2)确定提取水印值；3)采用粒子群算法自动确定水印嵌入深度的最优值。