一種基于LWT和Logistic混沌映射的自適應音頻水印算法

曹軍梅

摘要：基于目前音頻水印不能較好地滿足透明性、魯棒性和安全性三方面的要求，在分析研究提升小波變換（LWT）和混沌加密的基礎上，提出基于LWT和Logistic混沌加密的自適應算法。首先，采用改進Logistic混沌序列對水印進行加密，其次，在音頻信號的LWT系數的統計均值嵌入同步信號和水印信息，同時根據人類聽覺特性自適應確定嵌入強度，最后，實現了水印的盲提取。通-過仿真試驗驗證，該算法較好地滿足了透明性、魯棒性和安全性三者的要求，且能夠有效地抵抗常見信號處理的攻擊。

關鍵詞：音頻水印；提升小波；混沌加密；魯棒性

0引言

隨著互聯網的普及和多媒體信息的數字化，一方面使音樂作品能夠更趨方便、快捷地進入傳播，另一方面也使傳統的版權保護機制受到了前所未有的沖擊，侵權現象現已不時發生。如何加強音樂作品的保護是音頻數字化進程中亟待解決的重要問題，作為版權保護領域的一種新技術一數字水印即已成為學界的研究熱點。音頻水印算法直接決定了音頻水印技術的實際應用，水印算法要解決的主要問題是數字水印的魯棒性、透明性和安全性。文獻提出了基于LWT和HAS（Human Audio svstem）的音頻算法，但算法的魯棒性卻并不理想。文獻[2]研發的基于修改LWT低頻系數的音頻算法，但水印的抗mp3壓縮的魯棒性卻仍顯不足，現多數音頻水印依賴于待檢測音頻信號和原始水印信號的精確對齊，導致算法無法抵抗同步攻擊。文獻的水印算法嵌入了同步信號，但也未對算法的魯棒性進行討論。

針對上述問題，提出了一種基于LWT和Logistic混沌映射序列組合的水印算法，利用LWT系數的統計均值作為嵌入位置，既降低了算法的復雜度，又增強了水印的魯棒性，采用改進Logistic混沌序列對水印加密，提高了水印的安全性，結合HAS特性自適應確定水印最佳嵌入強度，提升了水印的透明性。仿真實驗表明，該算法是有效的。