基于LabVIEW的数字音频水印系统设计

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伴随着电子科学技术的飞速发展,互联网多媒体技术的广泛应用,电子图书、数码照片、音频视频等数字产品已逐渐成为人们生活娱乐的重要组成部分。这些数字产品具有易传播性和易修改性,为维护数字产品生产方的利益需对其进行版权保护。如何有效地实现数字产品的版权保护自然成为人们关注的问题。数字水印技术就是为解决这一问题而诞生出来的技术手段。它是依据某种特定的算法,将签名、序列号等身份认证信息嵌入到数字产品中,并可将水印信息提取出来进行甄别鉴定,来达到作品产权保护的目的。不可感知性和鲁棒性是评价数字水印技术的主要指标。近些年来,数字水印技术发展迅速,关于图像水印技术已经有了规范的标准,而音频水印技术的发展过程并不顺利,这是由于音频信号具有时频特性,使对其进行数学分析处理较为困难,但随着数学理论,尤其是小波分析理论的成熟,使关于音频水印技术的研究逐渐成为热点。本文通过了解学习,掌握了数字音频水印技术的相关内容。通过比较现有的音频水印算法,基于数字音频具有时频性的特征,选用离散小波变换的方法实现数字音频水印的嵌入与提取。并采用LabVIEW软件开发了相应的数字音频水印软件产品。本文具体工作内容如下:本文首先介绍了数字音频水印技术的产生背景和发展状况。通过结合数字音频的相关常识,介绍了数字音频水印技术的一些特点,并对现有的一些数字音频的水印算法做出了分类评价。本文然后介绍了小波变换理论的相关知识。小波分析是一种信号分析的工具,具有多分辨率的特点,在处理同时具有时域和频域特性的音频信号时具有一定的优势,因此将其引入数字音频水印技术中。本文随后提出了一个基于离散小波变换的音频水印嵌入提取方案。该方案的主要步骤是先对音频文件进行分段的离散小波分解,将二值图像水印信息分段嵌入到相应的小波分解系数中,再通过小波重构得到含水印的音频文件。水印检测同样遵循嵌入算法中的小波分解过程,将提取出的水印信息通过相应的图像文件格式处理还原为水印图像。该水印算法可保证嵌入水印的音频无法被感知,且水印信息不易被破坏。本文最后以LabVIEW软件为平台搭建了音频水印系统。LabVIEW软件是一种新式的软件程序编译工具,所采用的图形化代码编译方式,使系统具有良好的操作界面,并可调用MATLAB函数实现复杂的数学处理计算,令编译过程快捷有效。经过软件测评证实该系统可顺利实现数字音频水印嵌入和提取的相关操作,并通过对音频文件嵌入水印前后的数据分析,表明该水印系统符合水印技术的标准要求。本课题是针对音频水印技术的相关操作,进行实用性软件产品开发的探索。其研究成果对音频水印系统的推广有一定的积极意义。
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