基于奇异值分解的自适应鲁棒音频信号水印算法
1. 引言
在音频水印嵌入过程中,同步码仅嵌入到选定的高能量区域,这在很大程度上降低了搜索此类代码的计算负载。与现有方法相比,该方法能以更高的精度和更低的计算成本保持同步。
目前,基于奇异值分解(SVD)的水印方法多用于图像水印,而基于SVD的音频水印研究相对较少。本文提出了一种基于自适应SVD的音频水印方法,该方法根据音频信号的内容进行定位。
2. 奇异值分解
奇异值分解(SVD)用于对矩阵进行对角化,它能将大部分信号能量集中到几个奇异值中。SVD属于正交变换的一种,它将输入矩阵分解为多个矩阵,其中一个矩阵仅在主对角线上有非零值。
对于一个大小为M×N的任意矩阵A,其SVD表示为:
[A = USV^T]
其中,U和V分别是M×M和N×N的矩阵,U和V的列是相互正交的单位向量。M×N矩阵S是一个伪对角矩阵,其对角元素按降序排列,且均为非负值,这些值被称为奇异值(SVs),第一个值远大于其他值。虽然U和V不是唯一的,但奇异值完全由A决定。
将SVD应用于音频信号时,每个音频帧(时域或其他域如DWT、DCT、FFT域等的系数)会转换为二维矩阵。完成SVD操作后,具有降序对角元素的矩阵S可以根据要嵌入的水印位进行修改或量化。
设原始音频帧为A,要嵌入的水印位为W,则有:
[A = USV^T]
[S_W = \text{Modified / Quantized value of } S]
[A_W = US_WV^T]
其中,$S_W$是修改后的奇异值,$A_W$是水印音频帧,其奇异值已被修改。 <
基于SVD的自适应音频水印算法
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