基于相位調(diào)制的立體聲音頻數(shù)字水印

式中，頻率ωi從M個(gè)離散值中選擇，初始相位φ取任意值。

通過擴(kuò)展帶寬可以得到MFSK編碼，擴(kuò)頻的大小與所取的M值有關(guān)。水印嵌入時(shí)，將相應(yīng)的數(shù)字信息賦值給相應(yīng)的ωi，從而產(chǎn)生一個(gè)相位調(diào)制信號Ci(t)，這就是基于FSK調(diào)制的相位調(diào)制信號。上面提到的相位調(diào)制濾波器(PMF)，其相位特性就是隨這個(gè)相位調(diào)制信號而變化。水印嵌入過程就是將原始音頻信號同PMF的脈沖響應(yīng)做卷積來實(shí)現(xiàn)的。

(2)檢測過程：首先，利用DFT 計(jì)算出解調(diào)信號C(t)的能量譜；然后，計(jì)算出這個(gè)能量譜峰值處的頻率，通過解碼這個(gè)峰值頻率得到一個(gè)水印信息；最后，將解碼出的水印信息組合，得到完整的水印信息。

2 仿真實(shí)驗(yàn)
本文采用采樣率為44．1kHz的16bit編碼的雙聲道音頻信號，信號長度為180s。水印信號采用一個(gè)64×64的二值圖像。嵌入時(shí)的具體參數(shù)如表l所示。

在水印信號嵌入前，可以采用擴(kuò)頻技術(shù)，通過原始數(shù)據(jù)的頻域擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)水印信息的加入。從而提高水印的檢測精度，并能隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)密鑰，但同時(shí)也增加了嵌入水印的數(shù)據(jù)量。

本文采用的相位調(diào)制濾波器由256個(gè)有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器組成，如圖1所示。

水印檢測時(shí)，每65 536點(diǎn)作為一個(gè)數(shù)據(jù)段，對其進(jìn)行采樣間隔為16的N點(diǎn)短時(shí)離散傅立葉變換，其中取N=256。結(jié)構(gòu)如圖2所示。

本文采用識別率(SHR)對檢測到的承印進(jìn)行性能上的估測。識別率定義為正確識別的水印與嵌入水印之比。公式如下：

采用不同音頻信號提取后的識別率如表2所示。

為了驗(yàn)證算法的魯棒性，需對該嵌入水印的音頻信號進(jìn)行攻擊處理。這些攻擊包括：低通濾波、時(shí)域壓縮、添加噪聲等。對受攻擊后檢測出的水印性能的評測．也是利用識別率來衡量的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(如表3)，該算法對時(shí)域壓縮有明顯的抵抗力，對其他攻擊也有較好的魯棒性。

本文討論了一種基于相位調(diào)制的數(shù)字音頻水印算法，同時(shí)給出了該水印的盲檢測算法。由該算法產(chǎn)生的水印具有較好的不可見性；又因?yàn)榍度胨r(shí)．運(yùn)用多種保密技術(shù)，該算法對多種攻擊處理具有良好的魯棒性。與以往的水印算法相比，水印的不可見性和魯棒性都有不同程度的提高。由本文的檢測算法可得：當(dāng)該立體聲信號被濾掉一個(gè)聲道時(shí)，水印將不再起作用。