大容量数字音频可逆水印处理方法技术

本发明专利技术公开了一种大容量数字音频可逆水印处理方法，所述方法包括：1）通过计算机读取音频数据，再利用前后预测算法，将数字音频数据值转换为整数或非整数预测误差；2）利用兼容非整数预测误差扩展算法，先将信息嵌入到预测误差中，再根据嵌入信息后的预测误差得到新的音频数据；3）在接收音频数据端，对新的音频数据利用兼容非整数预测误差扩展算法的逆算法提取嵌入信息，并在提取后无损恢复原始音频数据。本发明专利技术的音频可逆水印处理方法能够有效地减小预测误差幅值，扩大嵌入容量，提出的可逆水印嵌入算法兼容非整数预测误差情况，扩大了算法的适用范围，使算法能更好地运用于数字音频信号处理的无损信息隐藏领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种音频数据处理方法，尤其是一种，属于音频处理领域。
技术介绍
音频可逆水印是多媒体信息安全信息隐藏方向重要的分支，主要有两个特性首先是水印可认证音频的完整性和真实性，并定位篡改；再次是载体可无损恢复，也就是说水印算法可逆。音频可逆水印算法作为一种音频数据处理方法，可以用于音频数据的检索、认证和容错，并且能保持音频数据的完整性。判断可逆水印嵌入算法好坏的标准在于嵌入容量和嵌入失真，嵌入容量是指一段音频信号平均每比特所能嵌入的信息量；嵌入失真是指嵌入信息后，音频信号的失真大小，通常用峰值性噪比值来衡量，嵌入容量越大，嵌入失真越小，则该可逆水印嵌入算法越好。此外，考虑到传输过程中噪声的干扰，可逆水印嵌入算法的抗干扰性也是一个重要的考虑因素。一般的可逆水印算法其嵌入容量小，不能满足嵌入信息量稍大的情况，一旦嵌入信息量稍大时，则会带来严重的失真，限制其在军事、医疗、航空等要求质量较高的领域的使用。现有技术提出了一种针对整数预测误差的可逆水印嵌入算法，该方法包括以下步骤步骤一、利用差分预测算法得到一系列的预测误差；步骤二、利用基于整数预测误差的差值预测扩展法嵌入信息；上述针对整数预测误差的可逆水印嵌入算法，实现简单，但是存在以下几点不足I)该算法用到的音频预测算法仅局限于利用一般的预测算法，即只利用前面音频数据来预测当前音频数据值，没有充分考虑到相邻音频数据均具有高度相关性这一特性。导致预测误差幅值不能进一步缩小，限制了可逆水印嵌入算法的嵌入容量；2)该算法是基于整数预测误差的嵌入算法，因此仅局限于预测误差为整数的情况。由于音频数据的相关性包括线性相关和非线性相关，要利用非线性相关这一特性的音频数据预测算法必然会带来具有小数的预测误差，因此基于整数预测误差的特性限制了该算法的使用范围。现有技术还提出了一种基于直方图平移的数字音频可逆水印嵌入算法，该算法包括首先建立数字音频的直方图，以幅值最多的点为基点，其他幅值点均平移一个单位，这样空出的位置就能嵌入小于等于基点幅值数目的比特数。对于常见的音频，该算法具有较好的嵌入容量，但由于嵌入容量取决于具有与基点相同的幅值的数目，因此限制了其一般性。现在技术又提出一种相位编码的音频水印嵌入算法，利用人耳听觉系统对绝对相位不敏感以及对相对相位敏感的特性，使用代表水印信息的参考相位替代原始音频段的绝对相位，并调整其余音频段以保持相对相位的不变。该算法利用了人耳的听觉特性，在嵌入信息后，原始音频数据是无法恢复的，即该算法不是数字音频可逆水印算法，不适用与某些对音频质量要求较高的场合。此外，现在技术中还有许多基于变换域算法的音频水印嵌入算法，如离散傅里叶变换(DFT)，离散余弦变换(DCT)以及离散小波变换(DWT)。此类的变换域算法都具有较强的稳健性，经过变化后的参数对攻击会相当敏感，并且此类算法都是非线性的，比较复杂的算法，计算量较大，时间长而且是有损的音频水印嵌入算法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种可以有效地减小预测误差、扩大嵌入容量，提高水印算法在完整性认证和容错中的性能的。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到，其特征在于包括以下步骤I)通过计算机读取音频数据，再利用前后预测算法，将数字音频数据值转换为整数或非整数预测误差；2)利用兼容非整数预测误差扩展算法，先将信息嵌入到预测误差中，再根据嵌入信息后的预测误差得到新的音频数据；3)在接收音频数据端，对新的音频数据利用兼容非整数预测误差扩展算法的逆算法提取嵌入信息，并在提取后无损恢复原始音频数据。作为一种优选方案，步骤I)所述利用前后预测算法将数字音频数据值转换为预测误差，具体如下a)利用前后预测算法预测当前音频值，如下式本文档来自技高网...

【技术保护点】
大容量数字音频可逆水印处理方法，其特征在于包括以下步骤：1）通过计算机读取音频数据，再利用前后预测算法，将数字音频数据值转换为整数或非整数预测误差；2）利用兼容非整数预测误差扩展算法，先将信息嵌入到预测误差中，再根据嵌入信息后的预测误差得到新的音频数据；3）在接收音频数据端，对新的音频数据利用兼容非整数预测误差扩展算法的逆算法提取嵌入信息，并在提取后无损恢复原始音频数据。

【技术特征摘要】
1.大容量数字音频可逆水印处理方法，其特征在于包括以下步骤1)通过计算机读取音频数据，再利用前后预测算法，将数字音频数据值转换为整数或非整数预测误差；2)利用兼容非整数预测误差扩展算法，先将信息嵌入到预测误差中，再根据嵌入信息后的预测误差得到新的音频数据；3)在接收音频数据端，对新的音频数据利用兼容非整数预测误差扩展算法的逆算法提取嵌入信息，并在提取后无损恢复原始音频数据。2.根据权利要求1所述的大容量数字音频可逆水印处理方法，其特征在于步骤I)所述利用前后预测算法将数字音频数据值转换为整数或非整数预测误差，具体如下a)利用前后预测算法预测当前音频值，如下式3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：项世军，霍永津，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：