量化嵌入算法.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,音频水印量化算法,赵红,小波分析与应用,文献,1.,嵌入水印过程,读音频,求音频长度,读水印图像,求水印图像的大小,二维转换为一维,音频分段（根据水印的大小分）,取下整,音频每一段如何表示（用数组）,2,嵌入水印过程,对每一段,x,进行,DCT,变换,Y=,dct(x,),第,i,段嵌入水印,Y(i,2)=y(i,2)(1+a*w(i);,反,DCT,变换,Y=,idct(y,);,重组音频,3,嵌入-提取公式,Y=x*(1+a*w),w=(y/x-1)/a=(y-x)/(x*a),4,嵌入算法参考,%,改进日期：,2010-9-27,%,程序员：赵红,%,一种在数字音频信号中嵌入水印的新算法,%,王秋生,%read audio and watermark,clear;,clc,;,close all;,I=,wavread(music.wav,);,len_I,=,length(I,);,W=,imread(flower.bmp,);,len_W,=,length(W,(:);,W1=W(:);,%segmenting,len_BLOCK,=,floor(len_I/len_W,);,%,embeding,a=0.035;,for i=1:len_W,BLOCK=I(i-1)*len_BLOCK+1:i*,len_BLOCK,);,DCT_BLOCK=DCT(BLOCK);,DCT_BLOCK(2)=DCT_BLOCK(2)*(1+a*W1(i);,BLOCK=IDCT(DCT_BLOCK);,I(i-1)*len_BLOCK+1:i*,len_BLOCK,)=BLOCK;,end,save,zz,len_I,a;,wavwrite(I,sample.wav,);,5,提取算法参考,%,改进日期：,2010-9-27,%,程序员：赵红,%,一种在数字音频信号中嵌入水印的新算法,%,王秋生,%read watermarked audio,clear;,clc,;,close all;,load,zz;%save,zz,len_I,音频长度,a,嵌入强度,;,IW=,wavread(sample.wav,);,%,len_I,=,length(IW,);,I=,wavread(music.wav,);,W=,imread(flower.bmp,);,m,n,=,size(W,);,len_W,=,length(W,(:);,len_I,=,length(I,);,%segmenting,len_BLOCK,=,floor(len_I/len_W,);,%extracting,for i=1:len_W,BLOCKW=IW(i-1)*len_BLOCK+1:i*,len_BLOCK,);,DCT_BLOCKW=DCT(BLOCKW);,BLOCK=I(i-1)*len_BLOCK+1:i*,len_BLOCK,);,DCT_BLOCK=DCT(BLOCK);,W1(i)=(DCT_BLOCKW(2)-DCT_BLOCK(2)/(DCT_BLOCK(2)*a);,end,Wzh,=reshape(W1,m,n);,Wzh,=im2bw(Wzh*128);,nc1=,nc(W,Wzh,);,imshow(Wzh);title(nc,=,num2str(nc1);,6,提取水印,读音频(含水印的,x1，,原始音频,x2),求音频长度,音频分段（根据水印的大小分）,取下整,对每一段,x,进行,DCT,变换(含水印的,y1，,原始音频,y2),Y1=dct(x1)Y2=dct(x2),从第,i,段提取水印,Wi=(y1-y2)/(a*y2);,7,评价,对音频评价,透明性（不可感知性）,对水印评价,鲁棒性,客观评价,通过攻击来测评,8,音频数字水印的评价标准,人耳的主观评价：,信噪比(,SNR)：,9,评价音频水印系统的鲁棒性：,相似系数：,归一化相关系数(,NC)：,10,攻击软件及类型,图像：,Photoshop,音频攻击软件：,lame&,录音机,音频攻击类型,重采样，重量化，,mp3,压缩，低通滤波，加噪声，,11,文献,2.,（,DCT,DWT）,区别：,嵌入方法不同，量化嵌入,分段后先,DWT,变换再,DCT,变换,c,l=wavedec(I0,2,db1);,%,提取2级小波分解的低频系数和高频系数,ca2=appcoef(c,l,db1,2);,cd2=detcoef(c,l,2);,cd1=detcoef(c,l,1);,12,对上面的每一段音频信号进行三层小波变换,ca3,为近似分量,cd3、cd2、cd1,为细节分量,13,量化嵌入,例如音频数据为：量化步长为,D=8,27 30 37 49,z=round(x/D);,3 4 5 6,设嵌入水印为,1 0 0 1,14,量化嵌入,X=27 30 37 49,%,需要量化的数据,Z=3 4 5 6,%D,的倍数（,D=8,）,W=1 0 0 1,%,水印值,3*,D-D/2,4*8-D/2,5*8+D/2,6*8+D/2,15,量化嵌入,Z=3 4 5 6,%D,的倍数（,D=8,）,W=1 0 0 1,%,水印值,3*,D-D/2,4*8-D/2,5*8+D/2,6*8+D/2,找规律,if(mod(Z,2)=W),X1=Z*D-D/2,else,X1=Z*D+D/2,16,嵌入参考代码,%在ca2系数上进行DCT变换,%改进日期2010-9-27,%,程序员：赵红,clear;,clc,;,close all;,W=,imread(flower.bmp,);,m,n,=,size(W,);,%W0为水印图像二维转为一维,W0=W(:);,%I为宿主音频,I1=,wavread(music.wav,);,I=I1;,%2级小波变换，嵌入在低频，所以取嵌入水印相关部分为水印大小的四倍m*n*4,for i=1:m*n*4,I0(i)=,I(i,*3-1);,end,c,l,=wavedec(I0,2,db1);,%提取2级小波分解的低频系数和高频系数,ca2=appcoef(c,l,db1,2);,cd2=detcoef(c,l,2);,cd1=detcoef(c,l,1);,Da,=0.035;%嵌入强度,x=dct2(ca2);,for j=1:m*n,z(j,)=,round(x(j)/Da,);,v(j,)=mod(z(j),2);,if(W0(j)=,v(j,),x(j,)=,z(j,)*Da-Da/2;,else,x(j,)=,z(j,)*Da+Da/2;,end,end,x=idct2(x);,c1=x,cd2,cd1;,s1=waverec(c1,l,db1);,for i=1:m*n*4,I(i,*3-1)=s1(i);,end,wavwrite(I,44100,wavetext1.wav);,save,zh,Da,m n,psnrzh(I,I1),snraudio(I,I1),17,量化提取,20 28 44 52%d=8,%,取上整,ceil,3 4 6 7,%,奇数为,1,，偶数为,0,1 0 0 1,代码？,mod(ceil(x(j)/Da),2),18,提取参考代码,%,小波域变换,%,%,在,ca2,系数上进行,DCT,变换,%,%,改进日期,2010-9-27,%,程序员：赵红,clear;,clc,;,close all;,load,zh;%save,zh,Da,嵌入强度 水印大小,m n,IW0=wavread(wavetext1.wav);,for i=1:4096*4,IW1(i)=IW0(i*3-1);,end,%,小波变换,c,l,=wavedec(IW1,2,db1);,%,提取,3,级小波分解的低频系数和高频系数,ca2=appcoef(c,l,db1,2);,cd2=detcoef(c,l,2);,cd1=detcoef(c,l,1);,%,该算法是盲水印，提取过程无需原始音频，,x=dct2(ca2);,%for j=1:4096,%,W(j,)=mod(ceil(x(j)/Da),2);,%end,W=mod(ceil(x/Da),2),%,还原为原来的值,%W1,为一维，需转为二维,W2=,reshape(W,m,n,);,W2=im2bw(W2*128);,W=,imread(flower.bmp,);,subplot(221);imshow(W);title(,原始水印,);,nc1=nc(W2,W),subplot(222);imshow(W2);title(,提取的水印，,nc,=,num2str(nc1),19,