The invention discloses a reversible watermarking method for audio signal, which includes: predicting the value of left channel signal points by using the first prediction model to obtain residual; distinguishing different smooth regions of right channel signal by residual, and selecting the optimal right channel signal slippage region by using optimization algorithm; and using the first prediction model to obtain the residual value; and using the second prediction model to select the optimal right channel signal slippage region; The second prediction module predicts the value of each point in the slip area of the best right channel signal, and obtains the residual. Then, the watermarking information is embedded and extracted by the spread-difference method. The above method not only improves the audio embedding capacity, but also greatly reduces the audio embedding distortion. It can recover the original audio losslessly after extracting the watermarking. It can be used for authenticity and non-destructive authentication of audio signals.
【技术实现步骤摘要】
一种音频信号的可逆水印实现方法
本专利技术涉及信息隐藏技术,尤其涉及一种音频信号的可逆水印实现方法。
技术介绍
由于传统加密方法对多媒体内容的保护和完整性认证方案无法防止再传播和盗用。数字水印技术作为加密技术的补充和延伸,在版权保护与完整性认证方面得到了迅猛的发展。数字水印技术是在数字媒体作品中嵌入作为标记的信号(图像、文字、签名、特殊含义的符号等),其目的是进行版权保护、所有权认证和完整性保护等,它是信息隐藏技术一个重要的研究方向。音频数字水印技术是指对数字音频嵌入水印信息,相对于传统的音频保护方法,音频数字水印技术无法移除,随意的更改剥离会影响音频的使用和质量;其次,音频数字水印利用了音频自身的相关性,降低了运算复杂度;更重要的是音频水印具有不可感知性,音频和水印的叠加不会影响人耳的听觉感受。音频水印按照其特性可以分为鲁棒性水印和脆弱水印两种,鲁棒性水印能够抵抗一定程度的恶意攻击(压缩、数模转换、延时等),在保证鲁棒性的同时提高水印的不可感知性,达到鲁棒性和不可感知性的最佳平衡,这种水印可以在恶劣的环境下达到保护音频版权的目的;脆弱水印不具有鲁棒性,如果音频内容发生了变化水印也会随之被更改,这种水印便于检测是否被篡改以及篡改的定位,其目的偏向于保护音频内容的完整性。然而,音频水印技术会对载体信息造成一定的损坏,接收方只能提取出嵌入的水印信息而无法完全地恢复出载体信号,这在某些实际应用中具有局限性。在对音质要求较高的商业场景中,对载体音频细微的修改也会影响音乐质量,所以原载体的无损恢复在某些领域中也体现出了需求的急迫性。可逆水印解决了这个问题,它允许原始 ...
【技术保护点】
1.一种音频信号的可逆水印实现方法,其特征在于,包括:利用第一预测模型对左声道信号点的值进行预测,从而获得残差;利用残差来区分右声道信号的不同平滑区域,并利用优化算法选出最优的右声道信号滑度区域组合;利用第二预测模块对最佳的右声道信号滑度区域组合内各个点的值进行预测,并获得残差,再利用扩差法进行水印信息的嵌入与提取恢复。
【技术特征摘要】
1.一种音频信号的可逆水印实现方法,其特征在于,包括:利用第一预测模型对左声道信号点的值进行预测,从而获得残差;利用残差来区分右声道信号的不同平滑区域,并利用优化算法选出最优的右声道信号滑度区域组合;利用第二预测模块对最佳的右声道信号滑度区域组合内各个点的值进行预测,并获得残差,再利用扩差法进行水印信息的嵌入与提取恢复。2.根据权利要求1所述的一种音频信号的可逆水印实现方法,其特征在于,所述利用第一预测模型对左声道信号点的值进行预测,从而获得预测残差的步骤包括:左声道的第i个信号点的值与其上下文存在局部相关性,利用局部相邻信号点的值进行预测,公式如下:上式中,为的预测值;x为信号点的值,其下标为信号点的序号,上标L表示信号点属于左声道,L'为左声道信号点的数量;vp表示预测系数;将预测值与相减获得残差:3.根据权利要求2所述的一种音频信号的可逆水印实现方法,其特征在于,使用最小二乘回归的方法来获得向量形式的最优的预测系数vp:Xp*vp=yp;其中,当p=-3,-2,-1,1,2,3时,Xp是一个3×6矩阵,表示为:上式中,带有波浪符号的x表示预测值;vp=[v-1v-2v-3v1v2v3]T;则最优预测系数为:其中,上标T表示矩阵的转置,yp表示一个向量;w表示正则项,为其寻找了一个经验值:4.根据权利要求1所述的一种音频信号的可逆水印实现方法,其特征在于,利用残差来区分右声道信号的不同平滑区域,并利用优化算法选出最佳的右声道信号滑度区域组合的步骤包括:根据残差的大小将右声道信号分为不同的平滑区域:上式中,l表示平滑区域,其下标j为平滑区域的序号;x为信号点的值,其下标为信号点的序号;上标R表示信号点或者平滑区域属于右声道;tr表示设定的平滑区域总数;在不同的平滑度区域内我们对其进行试嵌入,...
【专利技术属性】
技术研发人员:张卫明,俞能海,吴媛欣,姚远志,
申请(专利权)人:中国科学技术大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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