[发明专利]基于能量选择的离散余弦变换域的音频数字水印方法

权利要求书

1.一种基于能量选择的离散余弦变换域的音频数字水印方法，其特征在于包含以下步骤：

第一步，计算时域分段序列能量并排序，对采样过后的原始音频时域序列进行分段，对分段后的原始音频时域序列分别计算每段的能量，按分段能量的大小对各个分段进行排序，并建立能量索引来记录排序后分段在排序前的位置序号；

第二步，能量选择，按照降维后水印图片矩阵的大小，根据能量索引从整个时域分段的离散余弦变换系数数组中选择N个能量较大的分段对应的离散余弦变换系数作为水印图片嵌入参考点，N的大小由一维水印图片数组的大小决定；

第三步，水印图片的嵌入，根据一维水印图片的矩阵每行的数值，按照一定的嵌入的规则，修改经过离散余弦变换后相应的低频离散余弦变换系数的数值，达到嵌入水印的目的；

第四步，水印图片的提取，对嵌入水印图片的音频信号和原始音频信号的时域序列分别进行分段并进行离散余弦变换，利用分段后的原始音频时域序列的能量索引，按分段能量的大小从两者的离散余弦变换系数数组中选择相应的低频系数进行判决，从而实现水印图片的提取。

2.根据权利要求1所述的基于能量选择的离散余弦变换域的音频数字水印方法，其特征在于计算时域分段序列能量并排序，具体过程如下：

第一步，对原始音频信号进行分段，读入原始音频信号                                                ，L的大小由音频信号的时域长度和采样频率决定，是时域音频信号经过采样后每一位的数值，对A进行分段，每段包含L1个采样点，，音频信号被划分为L2段，，得到二维音频数组，是对经过划分后二维音频数组中每一位的数值；

第二步，计算能量，根据公式来计算每个时域分段的能量； 

第三步，建立能量索引，对时域序列的分段按能量从大到小进行排序，建立能量索引index来记录排序后的各个分段在能量排序前的位置。

3.根据权利要求1所述的基于能量选择的离散余弦变换域的音频数字水印方法，其特征在于能量选择，具体过程如下：

第一步，读入二值水印图片，为二维水印图片数组中每一位的数值，M1为二维水印图片数组的行数，M2为二维水印图片数组的列数，为了方便进行水印嵌入，将二维图片数组降维至一维，得到，为从二维降至一维后水印图片数组中每一位的数值；

第二步，对每个分段进行离散余弦变换，得到离散余弦变换系数数组，为每个时域音频分段进行离散余弦变换后离散余弦变换系数数组中每一位的数值；

第三步，根据能量索引index从离散余弦变换系数数组中选择能量较大的N个低频离散余弦变换系数作为水印图片的嵌入参考点，。

4.根据权利要求1所述的基于能量选择的离散余弦变换域的音频数字水印方法，其特征在于水印图片的嵌入，具体过程如下：

第一步，将一维水印图片矩阵数值二值化，，以提高嵌入水印的鲁棒性；

第二步，按照一定的规则进行水印嵌入，，是第h个分段的低频离散余弦变换系数，是嵌入水印的值，是比例因子。

5.根据权利要求1所述的基于能量选择的离散余弦变换域的音频数字水印方法，其特征在于水印图片的提取，具体过程如下：

第一步，对嵌入水印图片后的音频信号进行分段，读入嵌入水印后的音频信号，为对嵌入水印图片后的时域音频信号进行采样后每一位的数值，对D进行分段，每段包含L1个采样点，L1=16，音频信号被划分为L2段，L2=L/L1，得到二维音频数组，为对进行划分后二维音频数组中每一位的数值；

第二步，对的每个时域分段进行离散余弦变换，得到离散余弦变换系数数组，为每个嵌入水印图片后的时域音频分段进行离散余弦变换后离散余弦变换系数数组中每一位的数值；

第三步，根据原始音频信号的能量索引index，分别从C和E中选择相对应的离散余弦变换低频系数进行大小判决，若E中离散余弦变换低频系数的数值>C中离散余弦变换低频系数的数值，则判定该位水印图片数值矩阵数值为1，若E中离散余弦变换低频系数的数值<C中离散余弦变换低频系数的数值，则判定该位水印图片数值矩阵数值为0；

第四步，将一维水印图片矩阵升为二维矩阵，实现嵌入水印图片的提取。