一、簡介

1 實驗內(nèi)容
（1）在一段MP3音樂（不是歌曲）文件中嵌入水印。
（2）設(shè)計簡單算法完成水印的嵌入、（提取）驗證。
（3）畫出仿真圖和信號分析曲線等。
2 算法原理：
首先將MP3格式的音頻文件轉(zhuǎn)化成WAVE格式的音頻文件，再對WAVE格式的聲音文件嵌入數(shù)字水印，最后再將已嵌入水印的WAVE聲音文件轉(zhuǎn)化為MP3聲音文件。（使用工具軟件將MP3格式的音頻文件轉(zhuǎn)換成WAV格式）。
3 實驗步驟：
（1）水印嵌入
①將MP3格式的音頻文件轉(zhuǎn)換成WAV格式
②讀入WAV格式文件和水印圖片，將圖像轉(zhuǎn)化為二值圖，進行降維，再擴頻處理，最后嵌入到音頻中
③對已嵌入水印的信號重構(gòu)得到嵌入水印后的WAV格式音頻文件
④將嵌入水印后的WAV文件轉(zhuǎn)換成MP3格式
（2）水印提取
①將嵌入水印后的MP3文件轉(zhuǎn)換成WAV格式
②讀入原始音頻和加水印后的wav格式音頻文件文件提取水印，對水印信號進行解擴頻，升維，構(gòu)建二維圖像處理
③重構(gòu)得到水印圖片
4 設(shè)計框圖：

二、源代碼

% 加入白噪聲的音頻水印程序 clear; kk.wave = wavread('3.wav'); ? %讀入原始音頻文件 y=kk.wave; [c,l]=wavedec(y,3,'db4'); ? ? ? ? ? ? ? %三級小波分解 ca3=appcoef(c,l,'db4',3); cd3=detcoef(c,l,3); cd2=detcoef(c,l,2); cd1=detcoef(c,l,1); x=ca3; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%提取低頻系數(shù) len=length(y); x1=x; s=max(abs(x))*0.2; i=find(abs(x)>s);lx=length(x(i)); ? ? ? ? %找出大于最大值0.2倍的序列 figure; subplot(2,2,1); plot(ca3); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%畫出低頻系數(shù)圖 title('低頻系數(shù)圖形'); subplot(2,2,2); plot(cd3); title('cd3'); subplot(2,2,3); plot(cd2); axis([0 10e4 -0.5 0.5]); title('cd2'); subplot(2,2,4); plot(cd1); title('cd1'); randn('seed',10); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%產(chǎn)生隨機高斯序列 mark=randn(1,lx); ss=mark; rr=ss*0.1; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %設(shè)置水印嵌入強度 x(i)=x(i).*(1+2*rr'); ? ? ? ? ? ? ? ? ? %嵌入水印 c1=[x',cd3',cd2',cd1']; s1=waverec(c1,l,'db4'); file1='已加水印.wav'; dd=length(s1); ee=reshape(s1,dd/2,2); wavwrite(ee,file1); figure; subplot(3,1,1);plot(y); ? ? ? ? ? ? ? ? ? %畫出原信號圖 axis([0 18e4 -2 2]); title('原信號的圖'); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? subplot(3,1,2);plot(ss); title('水印圖'); subplot(3,1,3);plot(s1); ? ? ? ? ? ? ? ? ?%畫出嵌入了水印的信號圖 title('加入了水印的聲音信號') kk.wave = wavread('已加水印'); yc=kk.wave; fz=sum(y.*y); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %計算嵌入了水印的信號的信噪比 fm=sum((y-yc).*(y-yc)); SNR=-10*log(fm/fz) yyy=randn(1,dd); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%加入白噪聲 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? b=sqrt(0.01); yyy=b*yyy; s1=s1+yyy; ee=reshape(s1,dd/2,2); wavwrite(ee,file1); kk.wave = wavread('已加水印'); ? ? ? ? ? ?%讀入聲音文件 yr=kk.wave; [cr,lr]=wavedec(yr,3,'db4'); car3=appcoef(cr,lr,'db4',3); cdr3=detcoef(cr,lr,3); cdr2=detcoef(cr,lr,2); cdr1=detcoef(cr,lr,1); xr=car3; clc;clear;close all; % 水印嵌入程序 % 讀取音頻信號3.wav存到變量A中 [A,fs,nbits] = wavread('3.wav'); %繪制原始聲音圖像 subplot(311); plot(A); axis([0 350000 -2 2]); title('原始聲音信號波形圖'); % 用變量L存儲音頻A的長度 L = size(A); % 讀取圖像h.bmp存入變量M做水印信號 M = imread('h.bmp'); subplot(312);imshow(M);title('水印圖像'); % 將圖像h.bmp轉(zhuǎn)化為二值圖并存入變量BW BW = im2bw(M); % 計算水印矩陣大小 [M1,M2] = size(BW); % M12為中間變量，避免每次都計算M1*M2 M12 = M1*M2; % 降維，將水印信息得到的一維序列存入序列C中 C = reshape(BW,1,M12); n = M12; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % 對水印信號進行擴頻處理,效果不是很好 % 擴頻系數(shù)為2 n = M12*2; M = zeros(n,1); % 產(chǎn)生密鑰序列M for k = 1 : n ? ?if mod(k,4) == 0 ? ? ? ?M(k) = 1; ? ?else ? ? ? ?M(k) = 0; ? ?end ? ?% 水印信號序列分別按位與密鑰異或 ? ?l = ceil(k/2); ? ?S(k) = bitxor(C(l),M(k)); end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % 嵌入一個水印信息需要的音頻數(shù)據(jù)為N N = 10; length = n*10; % 將原始音頻信號分解為Ae和Ar兩部分 i = 1 : length; j = [1]; % 取矩陣A的l到length行構(gòu)建矩陣Ae Ae = A(i,j); % Ae(i,j) i = length+1 : L; % 取矩陣A的length到L行第一列構(gòu)建矩陣Ar Ar = A(i,j);

三、運行結(jié)果

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