[发明专利]一种DCT变换下面向相位的音频水印方法

权利要求书

1.一种DCT变换下面向相位的音频水印方法，其特征在于，将Patchwork和DCT变换结合，运用基于颜色特征转变的图像相似度算法，从视频流中提取颜色特征序列作为音频水印信息，然后利用DCT相位的二值性，采用Patchwork法将音频水印信息嵌入音频流DCT低频系数的相位中并形成一组表征位置的密钥；

该音频水印嵌入方法具体包括以下几个步骤：

步骤A：输入原始音视频流，分离出音频流和N帧视频流；将音频流左右声道分离，分别对左、右声道音频流进行分帧，分离出D帧音频流，其中，帧长为A，帧移为B，每帧重叠部分长度为C；

步骤B：运用基于颜色特征转变的图像相似度算法，从N帧视频流中生成N比特音频水印信息W_au；

步骤C：运用听觉掩蔽模型，选出E帧小于掩蔽阈值的左声道音频流，对所选帧进行DCT变换，并选取DCT低频系数；

步骤D：运用Patchwork法，将步骤C得到的每帧DCT低频系数F_L分成正负两个子集，并按固定长度分别对两个子集进行分段；在每段第1个DCT系数相位嵌入1比特水印，并将嵌入位置映射成密钥key；完成左声道音频流水印的嵌入；

步骤E：对右声道音频流重复步骤C至D，完成右声道音频流水印的嵌入；在嵌入水印后的左、右声道音频流末尾分别嵌入16比特相同的水印结束标志位；最后对嵌入水印的左、右声道音频流进行IDCT变换，将IDCT变换后的结果进行合并重组，生成含水印音频流；

步骤F：根据密钥key从含水印音频流的DCT低频系数相位中提取水印信息。

2.如权利要求1所述的DCT变换下面向相位的音频水印方法，其特征在于，所述步骤B具体包括以下步骤：

步骤B1：设N帧视频流的第一帧为参考帧，第1比特音频水印信息w_au(1)＝1；

步骤B2：从第二帧开始，运用基于颜色特征转变的图像相似度算法分别计算每一帧与参考帧的相似度，根据计算得到的相似度生成音频水印信息：

其中，w_au(i)为第i比特音频水印信息，Th为设定的相似度阈值。

3.如权利要求2所述的DCT变换下面向相位的音频水印方法，其特征在于，相似度阈值Th值为0.76。

4.如权利要求1所述的DCT变换下面向相位的音频水印方法，其特征在于，所述步骤D具体包括以下步骤：

步骤D1：将步骤C得到的每帧DCT低频系数F_L分成正负两个子集F_P、F_N，子集F_P存放正DCT系数F_P(d)，d＝1，2，...，p1，其中，p1为正DCT系数的个数，F_P(d)为第d个正DCT系数；子集F_N存放负DCT系数F_N(l)，l＝1，2，...，p2，其中，p2为负DCT系数的个数，F_N(l)为第l个负DCT系数；并记录F_P(d)和F_N(l)在对应帧中的相应位置；

步骤D2：将F_P分成T段，F_N分成R段，每段长度均为S：F_P＝{f_p1，...，f_pt，...，f_pT}、F_N＝{f_n1，...，f_nr，...，f_nR}，f_pt为F_P的第t段DCT系数，f_nr为F_N的第r段DCT系数，t＝1，2，...，T，r＝1，2，...，R；并在每段第1个DCT系数对应的DCT相位依次嵌入1比特水印，并将嵌入位置映射成密钥key；

步骤D3：根据记录的索引值，将嵌入水印后对应的DCT分段系数F′_P和F′_N合并成DCT低频系数F′_L，完成一帧音频的水印嵌入。