一种时域扩频音频水印技术的实现

典型的数字音频水印系统如下图所示：

 

常见水印算法：

1、  利用音频掩蔽现象的水印技术

2、  最低比特位水印算法

3、  回声隐藏技术

4、  相位编码水印技术

5、  基于扩频技术的时域水印算法——比较流行的算法，保密性好，对音频压缩、低通滤波、噪声干扰抵抗性好，但嵌入数据较少，对同步攻击抵抗差。基于扩频技术的算法是稳健性水印的奠基性算法。

6、  基于量化索引调制的时域水印算法

7、  变换域水印算法（DFT DCT DWT）——研究热点

8、  压缩域嵌入算法

 

图2.         基于扩频技术的音频水印框图（虚线部分可选）

基于扩频技术的数字音频水印原理如下：

    假设被嵌入的水印信息比特长度为M ,用w表示水印信息。将音频信号x分成M帧，帧长为N = length(x)/M。对水印信息进行比特重复，扩展成为长度为N的序列。

        1、  根据音频信号的波形对水印信号进行整形：

 其中a是控制水印幅度的常数。

    2、  用FIR对整形后的信号低通滤波，得到水印信号。

    3、  将水印信号与音频信号进行叠加，得到嵌入水印的信号。

    4、  将嵌入水印的信号M帧，长度为N ，按帧与伪随机序列做相关运算结果为C(k)，当C(k)>0,w(k)=0;否则w(k) =1. 将w转为比特数据，即可得到水印信息。

    5、  用误码率BER表示原始水印与提取水印的误差。

处理结果如下：

图1、原始语音时域图；图2、原始频谱图；图3、嵌入水印时域图；图4、嵌入水印频谱图

提取水印信息，以及与原始水印信号的误码率