第4期 王敬等：一种基于MPEG2AAC编码的音频水印方法 .529 表6改进后的水印嵌入结果 Table 6 Results of improved watermark embedding 音乐名称 文件长度/ 嵌入水印/ 每秒嵌入水印/ 感知音频质量评价：客观失真等级， (48000h,133kbps) 5 bit (bit's) PEAQ:ODG 流行音乐 19.63 9054 461.2 -0.270 爵士乐 20.73 12548 605.3 -0.325 经典音乐 19.71 21245 1077.9 -0.732 民歌 20.28 6495 320.3 -0.690 鼓乐 20.40 13210 647.5 -0.132 摇滚乐 20.06 4900 244.3 -0.217 演唱 20.10 5129 255.2 -0.214 乡村音乐 20.20 12680 627.8 -0.678 [3]Moghadam N.Sadeghi H.Genetic content-based MP3 audio wa- termarking in MDCT domain [J/OL].Proc World Acad Sci Eng Technol,2005.7:248 [2006-06-08 ]http://www.waset. org/pwaset/v7/v7-69.pof [4]Koukopoulos D.Stamatiou Y.A watermarking scheme for MP3 audio files [J/OL].Int JSignal Process.006.2/3:06[2006- (b) (e) 05-01].http://www.waset.org/ijsp/v2/v2-3-30.pdf 图2水印图像比较.(a)水印图像：（凸）实际嵌入水印：(c)实际 [5]Koukopoulos D.Stamatiou Y.An efficient watermarking method 提取水印 for MP3Audio files[J/OL]Proe World Acad Sci Eng Technol. Fig-2 Comparison of watermark images:(a)watermark image 2005.7:154 [2006-05-01].http://www.waset-org/pwaset/ (b)actually embedded watermark:(c)actually retrieved watermark v7/v7-29.pdf [6]Torrubia A.Mora F.Perceptual eryptography on MPEG layer 5 结论 bit streams.IEEE Trans Consumer Electron,2002.48(4): 1046 本文通过修改MEPG一2AAC帧数据中的 [7]Kim D H.Yang S J.Chung J H.Additive data insertion into MP3 bitstream using linbits characteristics//Proceeding on the Hluffman码字设计了一种基于MPEG一2AAC的隐 2004 IEEE International Conference on Acoustics,Speech,and 写算法，该算法提取水印时不需要原始音频参与， Signal Processing.Montreal.2004 嵌入水印后的音频在听觉上与原始音频无任何差 [8]ISO/IEC 13818-7.Information Technology-Generic Coding of 异，并且计算简单，嵌入速度快，嵌入量大，嵌入和提 Moving Picture and Associated Audio,Part 7:Advanced Au- 取可以与压缩和解压缩同步完成，也可在码流上直 dio Coding-1997 [9]Tian Y K,Jia C Y.Wang Q W.Image scrambling and restoring 接嵌入与提取，具有较强的实用性，由于该水印是 algorithm based on Arnold transform.J Dalian Maritime Univ, 一种脆弱水印，对各种信号攻击都很敏感，因此可以 2006,32(4):107 用在数字产品的完整性认证中，该算法还存在一些 (田云凯，贾传荧，王庆武-基于Arnold变换的图像置乱及其恢 待改进的地方，如可以在水印嵌入和提取时增加同 复.大连海事大学学报，2006,32(4)：107) 步机制来抵抗同步攻击，这将是今后的研究方向. [10]ITU-R Recommendation BS 1387-1,Method for Objective Measurements of Perceived Audio Quality.Geneva:Interna- 参考文献 tional Telecommunications Union,2001 [1]Fabien Petitcolas:mp3stego [EB/OL].[2006-05-01]-http:/ [11]Jonhston J D.Transform coding of audio signal using perceptual www.cl.cam-ac-uk/~fapp2/steganography/mp3stego noise criteria.IEEE J Selected Areas Commun.1988.6:314 [12]Liu W.Wang S Z,Zhang X P.Frequency domain audio water- [2]Wang C T.Chen T S.Chao W H.A new audio watermarking mark embedding capable of resisting MP3 encoding.JAppl Sci, based on modified discrete cosine transform of MPEG/Audio layer 2005,23(4):341 /Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on (刘伟，王朔中，张新鹏抗MP3编码的音频水印频域嵌入方 Networking.Sensing Control.Taipei.2004:984 案.应用科学学报，2005,23(4)：341)表6 改进后的水印嵌入结果 Table6 Results of improved watermark embedding 音乐名称 （48000Hz‚133kbps） 文件长度／ s 嵌入水印／ bit 每秒嵌入水印／ （bit·s －1） 感知音频质量评价∶客观失真等级‚ PEAQ∶ODG 流行音乐 19∙63 9054 461∙2 －0∙270 爵士乐 20∙73 12548 605∙3 －0∙325 经典音乐 19∙71 21245 1077∙9 －0∙732 民歌 20∙28 6495 320∙3 －0∙690 鼓乐 20∙40 13210 647∙5 －0∙132 摇滚乐 20∙06 4900 244∙3 －0∙217 演唱 20∙10 5129 255∙2 －0∙214 乡村音乐 20∙20 12680 627∙8 －0∙678 图2 水印图像比较．（a） 水印图像；（b） 实际嵌入水印；（c） 实际 提取水印 Fig．2 Comparison of watermark images：（a） watermark image ； （b） actually embedded watermark；（c） actually retrieved watermark 5 结论 本文通过修改 MEPG－2 AAC 帧数据中的 Huffman 码字设计了一种基于 MPEG－2AAC 的隐 写算法．该算法提取水印时不需要原始音频参与‚ 嵌入水印后的音频在听觉上与原始音频无任何差 异‚并且计算简单‚嵌入速度快‚嵌入量大‚嵌入和提 取可以与压缩和解压缩同步完成‚也可在码流上直 接嵌入与提取‚具有较强的实用性．由于该水印是 一种脆弱水印‚对各种信号攻击都很敏感‚因此可以 用在数字产品的完整性认证中．该算法还存在一些 待改进的地方‚如可以在水印嵌入和提取时增加同 步机制来抵抗同步攻击‚这将是今后的研究方向． 参 考 文 献 ［1］ Fabien Petitcolas：mp3stego ［EB／OL ］．［2006-05-01］．http：∥ www．cl．cam．ac．uk／～fapp2／steganography／mp3stego ［2］ Wang C T‚Chen T S‚Chao W H．A new audio watermarking based on modified discrete cosine transform of MPEG／Audio layer Ⅲ∥ Proceedings of the 2004IEEE International Conference on Networking‚Sensing ＆ Control．Taipei‚2004：984 ［3］ Moghadam N‚Sadeghi H．Genetic content-based MP3audio wa￾termarking in MDCT domain ［J／OL ］．Proc World Acad Sci Eng Technol‚2005‚7：248 ［2006-06-08］．http：∥ www．waset． org／pwaset／v7／v7-69．pdf ［4］ Koukopoulos D‚Stamatiou Y．A watermarking scheme for MP3 audio files ［J／OL ］．Int J Signal Process‚2006‚2／3：206［2006- 05-01］．http：∥www．waset．org／ijsp／v2／v2-3-30．pdf ［5］ Koukopoulos D‚Stamatiou Y．An efficient watermarking method for MP3Audio files［J／OL ］．Proc World Acad Sci Eng Technol‚ 2005‚7：154 ［2006-05-01］．http：∥www．waset．org／pwaset／ v7／v7-29．pdf ［6］ Torrubia A‚Mora F．Perceptual cryptography on MPEG layer Ⅲ bit-streams． IEEE T rans Consumer Electron‚2002‚48（4）： 1046 ［7］ Kim D H‚Yang S J‚Chung J H．Additive data insertion into MP3bitstream using linbits characteristics ∥ Proceeding on the 2004IEEE International Conference on Acoustics‚Speech‚and Signal Processing．Montreal‚2004 ［8］ ISO／IEC13818－7．Information Technology-Generic Coding of Moving Picture and Associated A udio‚Part 7：A dv anced A u￾dio Coding．1997 ［9］ Tian Y K‚Jia C Y‚Wang Q W．Image scrambling and restoring algorithm based on Arnold transform．J Dalian Maritime Univ‚ 2006‚32（4）：107 （田云凯‚贾传荧‚王庆武．基于 Arnold 变换的图像置乱及其恢 复．大连海事大学学报‚2006‚32（4）：107） ［10］ ITU-R Recommendation BS 1387－1‚ Method for Objective Measurements of Perceived A udio Quality．Geneva：Interna￾tional Telecommunications Union‚2001 ［11］ Jonhston J D．Transform coding of audio signal using perceptual noise criteria．IEEE J Selected A reas Commun‚1988‚6：314 ［12］ Liu W‚Wang S Z‚Zhang X P．Frequency domain audio water￾mark embedding capable of resisting MP3encoding．J Appl Sci‚ 2005‚23（4）：341 （刘伟‚王朔中‚张新鹏．抗 MP3编码的音频水印频域嵌入方 案．应用科学学报‚2005‚23（4）：341） 第4期 王 敬等： 一种基于 MPEG－2AAC 编码的音频水印方法 ·529·