[发明专利]一种基于多回声核的音频水印方法

权利要求书

1.一种基于多回声核的音频水印方法，其特征在于，包括如下步骤：

水印的嵌入过程：

步骤一：将待嵌入的信息编码为二进制水印序列{a₀a₁a₂…a_(J*U)-1}，其中a_n是0或1，0≤n≤(J*U)-1；所述的二进制水印序列长度为M＝U*J比特，其中J、U均为大于等于1的正整数；J为预设的回声的路数，U为每路回声嵌入的二进制序列比特数；

步骤二：将步骤一获得的二进制水印序列嵌入到对应的音频信号中，具体方法如下：

(1)首先将原始音频信号X(n)进行分段，分段时间为秒，其中F_s为采样率，分段之后的第i段音频信号写作X_i(n)；

(2)将步骤一获得的M比特二进制水印信息{a₀a₁a₂…a_(J*U)-1}转化成大小为U×J的矩阵：

a0aU...aU(J-1).a1aU+2.................aU-1a2U-1...a(J*U)-1;]]>

然后将每列从上往下写作一个新的二进制数，并将其转化为十进制数，得到J个十进制值{b₁ b₂ … b_J}并进行保存；

(3)根据这J个十进制值确定J路回声信号的延迟：d₁、d₂、…、d_J；

d₁＝A+F×b₁

d₂＝d₁+F×b₂+K

·

·

·

d_J＝d_J-1+F×b_J+K

其中参数A代表起始延迟点值；K是段间的保护带长度，也就是不同延迟之间最小的间隔，F是段内分辨率，也就是同一路延迟不同值之间的间隔；

然后，对每一段音频X_i(n)，将X_i(n)延迟d₁个延迟点，然后乘以衰减系数α，即得到第1路回声信号αX_i(n-d₁)；同理，依次获得X_i(n)的其余回声信号αX_i(n-d₂)、…、αX_i(n-d_J)，即得到J路回声信号；

(4)根据步骤一中M比特二进制水印序列中“1”的个数确定1比特的奇偶校验信息；将二进制水印序列按照如下方法嵌入到每一段音频X_i(n)中，直至整个音频全部嵌入完毕：

如果奇偶校验信息为‘0’，代表M比特二进制水印序列中“1”的个数为奇数，则第i段的含水印信号：

Y_i(n)＝X_i(n)+αX_i(n-d₁)+αX_i(n-d₂)+…+αX_i(n-d_J).

如果奇偶校验信息为‘0’，代表M比特二进制水印序列中“1”的个数为偶数，则第i段的含水印信号：

Y_i(n)＝X_i(n)-αX_i(n-d₁)-αX_i(n-d₂)-…-αX_i(n-d_J)

(5)将嵌入水印的每段音频信号Y_i(n)首尾连接起来获得含水印音频信号Y(n)；

水印的提取过程：

步骤一：对待检测的音频信号Y′(n)进行分段，分段长度为秒，记分段后的第i段音频信号为Y′_i(n)；

步骤二：计算待检测的每段音频信号的能量倒频谱，第i段音频信号Y′_i(n)的能量倒频谱P_y′i(n)为：

P_y′i(n)＝{IFFT(log(|FFT(Y_i′(n))|²))}²

步骤三：提取出水印信息；方法如下：

(1)对待检测的每个分段音频信号Y′_i(n)，检测其能量倒频谱P_y′i(n)的各峰值点位置，并将检测到的峰值点位置记录为d₁′、d₂′、…、d_J′

(2)计算{b₁′ b₂′ … b_J′}，即：

b1′=(d1′-A)/Fb2′=(d2′-d1′-K)/F...bJ′=(dJ′-dJ-1′-K)/F]]>

(3)将{b₁′ b₂′ … b_J′}中的每个元素四舍五入取为整数后分别转换为U位二进制，并将这些转换后的二进制数首尾相接组成一个新的二进制数，认为该二进制数即为所提取出的水印。