[发明专利]一种在音频中嵌入和解出水印的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息隐藏技术，尤其涉及一种基于随机扩频码的在数字音频中嵌入和解出水印的方法和装置。

背景技术

随着计算机网络技术和多媒体技术的飞速发展，人们获取数字多媒体文件更加便捷。但是，随之而来的是针对数字多媒体文件的大量非授权拷贝和下载及其他非法获取和使用。数字水印就是一项应运而生的，能进行所有权认证和追踪非授权行为等应用的信息隐藏技术。在数字音频领域的应用中，数字水印必须保证在经过一系列的音频处理之后水印信息仍然是完整准确的，这是水印安全性方面的最重要的属性。因此，在保证水印的安全性方面的技术层出不穷。

数字水印技术发展到今天已经发展出了大量的算法。虽然水印算法的嵌入域包括了时域、幅频域、相频域、小波域、奇异值分解域等，但其中主流的嵌入方法分为扩频和量化两大类。相对于量化的方法，扩频方法的优势在于安全性高，有很强的抵御攻击的能力。因此，在数字音频应用领域，扩频的水印嵌入方法更适合应用在抗混音攻击的场合。

音频水印的混音攻击是指混合多个含有音频水印的音频文件，从而导致水印无法解出或者解出大量错码的情况。对加过水印的音频进行混音之后，各个音频的水印码之间会产生相互干扰，导致了在解码的时候扩频码的相关得分受到很大干扰，产生大量的错码。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服至少上述缺陷之一的在音频中嵌入和解出水印的方法和装置。

在本发明的第一方面，提供了一种在音频中嵌入水印的方法，其中，所述水印包括多个水印帧，所述水印帧包括同步头和信息位，所述方法包括：根据第一随机数从第一扩频码池中取出第一扩频码，根据第二随机数从第二扩频码池中取出第二扩频码，其中，所述第一扩频码池和所述第二扩频码池是预先建立的，所述第一随机数和所述第二随机数的取值范围分别由所述第一扩频码池和所述第二扩频码池中的扩频码的数量决定；用所述第一扩频码将编码后的第二随机数和同步位一起作为当前水印帧的同步头嵌入所述音频；以及用所述第二扩频码将水印信息作为当前水印帧的信息位嵌入所述音频。

在本发明的第二方面，提供了一种在音频中嵌入水印的装置，其中，所述水印包括多个水印帧，所述水印帧包括同步头和信息位，所述装置包括：包括：扩频码生成模块，用于根据第一随机数从第一扩频码池中取出第一扩频码，根据第二随机数从第二扩频码池中取出第二扩频码，其中，所述第一扩频码池和所述第二扩频码池是预先建立的，所述第一随机数和所述第二随机数的取值范围分别由所述第一扩频码池和所述第二扩频码池中的扩频码的数量决定；同步头嵌入模块，用于用所述第一扩频码将编码后的第二随机数和同步位一起作为当前水印帧的同步头嵌入所述音频；信息位嵌入模块，用于用所述第二扩频码将水印信息作为当前水印帧的信息位嵌入所述音频。

在本发明的第三方面，提供了一种从音频中解出水印的方法，所述水印包括多个水印帧，所述水印帧包括同步头和信息位，所述同步头是用第一扩频码池中的第一扩频码嵌入所述音频的，所述信息位是用第二扩频码池中的第二扩频码嵌入所述音频的，所述同步头中包含所述第二扩频码的公钥，所述方法包括：根据所述第一扩频码池中的扩频码和所述音频得到所述公钥；根据所述公钥从所述第二扩频码池中得到所述第二扩频码；以及根据所述第二扩频码和所述音频得到所述信息位中的水印信息。

在本发明的第四方面，提供了一种从音频中解出水印的装置，所述水印包括多个水印帧，所述水印帧包括同步头和信息位，所述同步头是用第一扩频码池中的第一扩频码嵌入所述音频的，所述信息位是用第二扩频码池中的第二扩频码嵌入所述音频的，所述同步头中包含所述第二扩频码的公钥，所述装置包括：公钥获取模块，用于根据所述第一扩频码池中的扩频码和所述音频得到所述公钥；第二扩频码获取模块，用于根据所述公钥从所述第二扩频码池中得到所述第二扩频码；以及信息位获取模块，用于根据所述第二扩频码和所述音频得到所述信息位中的水印信息。

本发明充分利用了不同扩频码之间的不相关性，采用了一种随机使用扩频码的方法让混音音频中各个水印分量把相互干扰降到最低，大大提高了水印解码的正确率。同时，考虑到使用所有扩频码进行相关检测，会让计算量猛增，还提出了一种新的帧结构，让计算量大大降低。另外，提出了一种多同步技术，这让各个混合分量都能在解码时同时得到同步，解决了以往的同步技术只能让一个混音分量得到同步的问题。从而实现了能够抵御混音攻击的数字音频水印算法。

附图说明

图1是根据本发明实施例的水印帧的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的在音频中嵌入水印的方法的流程图；