CN109635524A - 音频数字水印嵌入方法及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于音频数字水印技术领域，提供音频数字水印嵌入方法及终端设备，方法包括：将获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，并按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；然后获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，并按照第二预设长度将依次划分为预设数量的音频数据分组，第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系，并通过预设的嵌入矩阵和各音频数据分组得到操作向量，根据操作向量确定目标音频数据分组的待修改的比特位，并将待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，只需要在每个音频数据分组中修改少量的比特位的数值，即可实现在音频数据中嵌入数字水印信息。

Description

音频数字水印嵌入方法及终端设备
技术领域
本发明属于音频数字水印技术领域，尤其涉及音频数字水印嵌入方法及终端设备。
背景技术
随着多媒体数字化技术的发展，音频已经成为了一种人们生活中必不可少的文件格式，随着各种音频设备在互联网中的交互日益增多，特别是在如今日益重视版权的音乐领域，各音乐厂商对版权的争夺日趋白热化，因此业界对音频版权保护的重视越来越高。
目前，对于音频版权保护主要使用普通数字水印加注技术，这种数字水印加注后在音频文件中往往需要对音频中的数据进行大量的修改，会对音频的产生较大的损伤，影响音频的质量。
发明内容
本发明实施例提供一种音频数字水印嵌入方法及终端设备，以解决现有技术中使用普通数字水印加注技术，加注后在音频文件中往往需要对音频中的数据进行大量的修改，会对音频的产生较大的损伤，影响音频的质量的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种音频数字水印嵌入方法，包括：
遍历音频数据，每隔预设帧数将遍历到的当前帧标记为水印嵌入帧，并修改各水印嵌入帧的帧头的校验信息；
获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将所述第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；
获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将所述第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为所述预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，所述目标水印嵌入帧为所述水印嵌入帧中的任一个，且所述第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系；
将目标音频数据分组与预设的嵌入矩阵中每行的元素相乘，并将相乘结果做异或相加得到中间值，其中所述目标音频数据分组为所述音频数据分组中的任一个；
将所述中间值和所述目标音频数据分组对应的目标水印信息分组的值进行比较，得到操作向量；
根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，进而完成在所述音频数据中嵌入音频数字水印信息。
本发明实施例的第二方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：
遍历音频数据，每隔预设帧数将遍历到的当前帧标记为水印嵌入帧，并修改各水印嵌入帧的帧头的校验信息；
获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将所述第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；
获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将所述第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为所述预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，所述目标水印嵌入帧为所述水印嵌入帧中的任一个，且所述第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系；
将目标音频数据分组与预设的嵌入矩阵中每行的元素相乘，并将相乘结果做异或相加得到中间值，其中所述目标音频数据分组为所述音频数据分组中的任一个；
将所述中间值和所述目标音频数据分组对应的目标水印信息分组的值进行比较，得到操作向量；
根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，进而完成在所述音频数据中嵌入音频数字水印信息。
本发明实施例的第三方面提供了一种音频数字水印嵌入装置，包括：
校验信息修改单元，用于遍历音频数据，每隔预设帧数将遍历到的当前帧标记为水印嵌入帧，并修改各水印嵌入帧的帧头的校验信息；
水印信息分组划分单元，用于获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将所述第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；
音频数据分组划分单元，用于获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将所述第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为所述预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，所述目标水印嵌入帧为所述水印嵌入帧中的任一个，且所述第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系；
嵌入矩阵处理单元，用于将目标音频数据分组与预设的嵌入矩阵中每行的元素相乘，并将相乘结果做异或相加得到中间值，其中所述目标音频数据分组为所述音频数据分组中的任一个；
操作向量获得单元，用于将所述中间值和所述目标音频数据分组对应的目标水印信息分组的值进行比较，得到操作向量；
比特位翻转单元，用于根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，进而完成在所述音频数据中嵌入音频数字水印信息。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的音频数字水印嵌入方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例首先将获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将所述第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；然后获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将所述第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为所述预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，且所述第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系，并通过预设的嵌入矩阵和各音频数据分组得到操作向量，根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，由于使用嵌入矩阵实现水印信息分组在音频数据分组的嵌入，只需要在每个音频数据分组中修改少量的比特位的数值，即可实现在音频数据中嵌入数字水印信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的音频数字水印嵌入方法的示意流程图；
图2是本发明另一实施例提供的音频数字水印嵌入方法的示意流程图；
图3是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的音频数字水印嵌入装置的功能模块图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
请参阅图1，图1是本发明一实施例提供的音频数字水印嵌入方法的示意流程图，在该实施例中，以服务器一侧为执行主体进行说明，这里，该服务器可以为一台，也可以通过多台服务器通信协作完成。如图1所示，在该实施例中，服务器的处理过程可以包括以下步骤：
S101：遍历音频数据，每隔预设帧数将遍历到的当前帧标记为水印嵌入帧，并修改各水印嵌入帧的帧头的校验信息。
在本实施例中，音频数据包括但限于音乐、语音等MP3、WMA、FLAC、AAC、MMF、AMR等格式的音频文件。优选地，音频数据为MP3格式的音频文件。
校验信息为CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)校验信息，通过修改水印嵌入帧的帧头的校验信息方便对水印嵌入帧位置定位。
假设，预设帧数为a，遍历音频数据，每隔a帧将遍历到的当前帧标记为水印嵌入帧。通过音频数据中每隔预设帧数嵌入水印信息，可以使得音频被切割分段后仍能找到嵌入的水印信息，实现对音频的版权保护。
S102：获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组。
在本实施例中，将待嵌入的水印信息的第一比特数组记为W＝{wi＝0or 1|i＝1,2,…LW}，LW为待嵌入的水印信息的比特位长度。
具体地，第一预设长度指的是预设的比特位长度，第一预设长度记为s，将第一比特数组W每隔第一预设长度s划分为一个水印信息分组，其中水印信息分组的预设数量为LW/s，水印信息分组记为其中
S103：获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，目标水印嵌入帧为水印嵌入帧中的任一个，且第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系。
在本实施例中，若音频数据为MP3格式音频文件，则目标水印嵌入帧的数据部分指的是使用哈弗曼编码的数据部分。将目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组记为D＝{di＝0or 1|i＝1,2,…LD}，LD为目标水印嵌入帧的数据部分的比特位长度。
具体地，将第一预设长度导入至预设函数关系后确定第二预设长度，第二预设长度记为r，将第二比特数组按照第二预设长度r将划分为预设数量的音频数据分组。其中音频数据分组的数量与水印信息分组的数量相同，都是预设数量LW/s，音频数据分组记为其中
按照划分分组的顺序各音频数据分组与各水印信息分组一一对应，即对应于用于嵌入的水印信息；对应于用于嵌入的水印信息。
在本发明的一个实施例中，所述第一预设长度s与第二预设长度r满足的预设函数关系为：s＝log2(r+1)，使得只需要修改各音频数据分组1Bit的信息，完成水印信息分组的嵌入。
S104：将目标音频数据分组与预设的嵌入矩阵中每行的元素相乘，并将相乘结果做异或相加得到中间值，其中目标音频数据分组为音频数据分组中的任一个。
具体地，构建预设的嵌入矩阵M，如下：
其中，矩阵M中的每一项满足其中z为所述预设数量，s为第一预设长度，r为第二预设长度；
将目标音频数据分组与所述嵌入矩阵M中的每一行Mj的元素相乘，得并将相乘结果做异或相加得到s个中间值。
下面通过一个具体的应用实例进行说明，假设s＝2，根据所述预设函数关系确定r＝3，构造的嵌入矩阵为目标音频数据分组
将与M1{1,0,1}相乘得到第1个中间值为0+0+0＝0；
将与M2{0,1,1}相乘得到第2个中间值为0+1+0＝1。
S105：将中间值和目标音频数据分组对应的目标水印信息分组的值进行比较，得到操作向量。
具体地，将s个中间值xj分别与目标水印信息分组对应位置的值Wj进行比较，其中1<j≤s；若所述中间值xj与目标水印信息分组对应位置的值Wj相等，则操作向量T对应的值取tj＝0；若所述中间值xj与目标水印信息分组对应位置的值Wj不相等，则操作向量T对应的值取tj＝1，其中T＝{tj＝0or 1|1<j≤s}。
继续以上述的应用实例进行说明，如下：
假设目标水印信息分组为Wi＝{0,0}，上述得到的中间值为{0，1}，分别与对应的位置的Wi＝{0,0}比较，第一位的数值相同(0＝0)，则操作向量T对应位置的值取t1＝0；第二为的数值不同(0≠0)，则操作向量T对应位置的值取t2＝1；最终得到的操作向量T＝{0，1}。
S106：根据操作向量确定目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，进而完成在所述音频数据中嵌入音频数字水印信息。
在本实施例中，目标音频数据分组中的数据为比特数组(0或1)，将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改包括：将比特位Ti的值由0翻转为1或者由1翻转为0。
具体地，根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，公式为：
式中，Ti为目标音频数据分组的待修改的比特位；
将所述目标音频数据分组的待修改的比特位Ti的值由0翻转为1或者由1翻转为0。
在本实施例中，按照步骤S104和S105将目标水印嵌入帧的每个音频数据分组的待修改的比特位的值进行翻转，完成目标水印嵌入帧中音频数字水印的嵌入，再完成每个水印嵌入帧中音频数字水印的嵌入，进而完成音频数字水印的嵌入。
从上述描述可知，本发明实施例首先将获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将所述第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；然后获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将所述第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为所述预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，且所述第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系，并通过预设的嵌入矩阵和各音频数据分组得到操作向量，根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，由于使用嵌入矩阵实现水印信息分组在音频数据分组的嵌入，只需要在每个音频数据分组中修改少量的比特位的数值，即可实现在音频数据中嵌入数字水印信息。
请参阅图2，图2是本发明另一实施例提供的音频数字水印·嵌入方法的示意流程图，本实施例主要描述从完成水印嵌入的音频数据中提取出水印信息的过程，详述如下：
S201：从完成音频数字水印的嵌入的音频数据中提取帧头的校验信息校验出错的任一目标帧。
在本实施例中，在步骤S101中，修改了各水印嵌入帧的帧头的校验信息，当对音频数据的帧头的校验信息进行校验时，会发生错误，发生错误的帧为嵌入了音频数字水印的目标帧。若校验信息为CRC校验信息，则校验的过程为CRC校验，具体过程这里不再赘述。
S202：提取目标帧的数据部分的比特数组，并将目标帧的比特数组按照第二预设长度依次划分得到预设数量的音频数据分组。
在本实施例中，目标帧的数据部分的预设数量的音频数据分组，可以记为
S203：将目标帧的各音频数据分组与预设的嵌入矩阵中的各行元素相乘，得到嵌入音频数据中的音频数字水印信息。
在本实施例中，按照划分顺序将目标帧的各音频数据分组与预设的嵌入矩阵M中的各行元素依次相乘为：得到目标帧的各音频数据分组的水印信息，将各水印信息进行依次组合得到嵌入音频数据中的音频数字水印信息。
从上述描述可知，通过提取帧头的校验信息校验出错的目标帧，并将目标帧的各音频数据分组与预设的嵌入矩阵中的各行元素相乘，能够快速识别嵌入音频数据中的音频数字水印信息。
对应于上文实施例的音频数字水印嵌入方法，图3示出了本发明实施例提供的终端设备的结构示意图。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
在本实施例中，音频数字水印嵌入装置(程序)600安装并运行于终端设备60中。该终端设备60可以是移动终端、掌上电脑、服务器等。该终端设备60可包括，但不仅限于，存储器601、处理器602及显示器603。图3仅示出了具有组件601-603的终端设备60，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
存储器601在一些实施例中可以是所述终端设备60的内部存储单元，例如该终端设备60的硬盘或内存。所述存储器601在另一些实施例中也可以是所述终端设备60的外部存储设备，例如所述终端设备60上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器601还可以既包括所述终端设备60的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器601用于存储安装于所述终端设备60的应用软件及各类数据，例如所述音频数字水印嵌入装置600的程序代码等。所述存储器601还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器602在一些实施例中可以是一中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器601中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述音频数字水印嵌入装置600等。
所述显示器603在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)触摸器等。所述显示器603用于显示在所述终端设备60中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面，例如应用菜单界面、应用图标界面等。所述终端设备60的部件601-603通过系统总线相互通信。
请参阅图4，是本发明实施例提供的音频数字水印嵌入装置600的功能模块图。在本实施例中，所述的音频数字水印嵌入装置600可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储于所述存储器601中，并由一个或多个处理器(本实施例为所述处理器602)所执行，以完成本发明。例如，在图4中，所述的音频数字水印嵌入装置600可以被分割成校验信息修改单元701、水印信息分组划分单元702、音频数据分组划分单元703、嵌入矩阵处理单元704、操作向量获得单元705和比特位翻转单元706。本发明所称的单元是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序更适合于描述所述音频数字水印嵌入装置600在所述终端设备60中的执行过程。以下描述将具体介绍所述单元701-706。
其中，校验信息修改单元701，用于遍历音频数据，每隔预设帧数将遍历到的当前帧标记为水印嵌入帧，并修改各水印嵌入帧的帧头的校验信息；
水印信息分组划分单元702，用于获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将所述第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；
音频数据分组划分单元703，用于获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将所述第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为所述预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，所述目标水印嵌入帧为所述水印嵌入帧中的任一个，且所述第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系；
嵌入矩阵处理单元704，用于将目标音频数据分组与预设的嵌入矩阵中每行的元素相乘，并将相乘结果做异或相加得到中间值，其中所述目标音频数据分组为所述音频数据分组中的任一个；
操作向量获得单元705，用于将所述中间值和所述目标音频数据分组对应的目标水印信息分组的值进行比较，得到操作向量；
比特位翻转单元706，用于根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，进而完成在所述音频数据中嵌入音频数字水印信息。
从上述描述可知，首先将获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将所述第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；然后获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将所述第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为所述预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，且所述第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系，并通过预设的嵌入矩阵和各音频数据分组得到得到操作向量，根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，由于使用嵌入矩阵实现水印信息分组在音频数据分组的嵌入，只需要在每个音频数据分组中修改少量的比特位的数值，即可实现在音频数据中嵌入数字水印信息。
在本发明的一个实施例中，所述第一预设长度s与第二预设长度r满足预设函数关系为：s＝log2(r+1)。
在本发明的一个实施例中，所述嵌入矩阵处理单元704，具体用于构建预设的嵌入矩阵M，如下：
其中，矩阵M中的每一项满足其中z为所述预设数量，s为第一预设长度，r为第二预设长度；
将目标音频数据分组与所述嵌入矩阵M中的每一行Mj的元素相乘，得并将相乘结果做异或相加得到s个中间值。
在本发明的一个实施例中，所述操作向量获得单元705，具体用于将s个中间值xj分别与目标水印信息分组对应位置的值Wj进行比较，其中1<j≤s；
若所述中间值xj与目标水印信息分组对应位置的值Wj相等，则操作向量T对应的值取tj＝0；
若所述中间值xj与目标水印信息分组对应位置的值Wj不相等，则操作向量T对应的值取tj＝1，其中T＝{tj＝0or 1|1<j≤s}。
在本发明的一个实施例中，所述比特位翻转单元706，具体用于根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，公式为：
式中，Ti为目标音频数据分组的待修改的比特位；
将所述目标音频数据分组的待修改的比特位Ti的值由0翻转为1或者由1翻转为0。
在本发明的一个实施例中，所述音频数字水印嵌入装置600还包括：音频数字水印信息获取单元707，具体用于从完成音频数字水印的嵌入的音频数据中提取帧头的校验信息校验出错的任一目标帧；提取所述目标帧的数据部分的比特数组，并将所述目标帧的比特数组按照所述第二预设长度划分得到所述预设数量的音频数据分组；将所述目标帧的各音频数据分组与所述预设的嵌入矩阵中的各行元素相乘，得到嵌入音频数据中的所述音频数字水印信息。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种音频数字水印嵌入方法，其特征在于，包括：
遍历音频数据，每隔预设帧数将遍历到的当前帧标记为水印嵌入帧，并修改各水印嵌入帧的帧头的校验信息；
获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将所述第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；
获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将所述第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为所述预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，所述目标水印嵌入帧为所述水印嵌入帧中的任一个，且所述第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系；
将目标音频数据分组与预设的嵌入矩阵中每行的元素相乘，并将相乘结果做异或相加得到中间值，其中所述目标音频数据分组为所述音频数据分组中的任一个；
将所述中间值和所述目标音频数据分组对应的目标水印信息分组的值进行比较，得到操作向量；
根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，进而完成在所述音频数据中嵌入音频数字水印信息。
2.根据权利要求1所述的音频数字水印嵌入方法，其特征在于，所述第一预设长度s与第二预设长度r满足预设函数关系为：s＝log2(r+1)。
3.根据权利要求1所述的音频数字水印嵌入方法，其特征在于，所述将目标音频数据分组与预设的嵌入矩阵中每行的元素相乘，并将相乘结果做异或相加得到中间值，包括：
构建预设的嵌入矩阵M，如下：
其中，矩阵M中的每一项满足其中z为所述预设数量，s为第一预设长度，r为第二预设长度；
将目标音频数据分组与所述嵌入矩阵M中的每一行Mj的元素相乘，得并将相乘结果做异或相加得到s个中间值。
4.如权利要求3所述的音频数字水印嵌入方法，其特征在于，所述将所述中间值和所述目标水印信息分组的值进行比较，得到操作向量，包括：
将s个中间值xj分别与目标水印信息分组对应位置的值Wj进行比较，其中1<j≤s；
若所述中间值xj与目标水印信息分组对应位置的值Wj相等，则操作向量T对应的值取tj＝0；
若所述中间值xj与目标水印信息分组对应位置的值Wj不相等，则操作向量T对应的值取tj＝1，其中T＝{tj＝0or 1|1<j≤s}。
5.如权利要求4所述的音频数字水印嵌入方法，其特征在于，所述根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，包括：
根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，公式为：
式中，Ti为目标音频数据分组的待修改的比特位；
将所述目标音频数据分组的待修改的比特位Ti的值由0翻转为1或者由1翻转为0。
6.如权利要求1所述的音频数字水印嵌入方法，其特征在于，还包括：
从完成音频数字水印的嵌入的音频数据中提取帧头的校验信息校验出错的任一目标帧；
提取所述目标帧的数据部分的比特数组，并将所述目标帧的比特数组按照所述第二预设长度划分得到所述预设数量的音频数据分组；
将所述目标帧的各音频数据分组与所述预设的嵌入矩阵中的各行元素相乘，得到嵌入音频数据中的所述音频数字水印信息。
7.一种终端设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：
遍历音频数据，每隔预设帧数将遍历到的当前帧标记为水印嵌入帧，并修改各水印嵌入帧的帧头的校验信息；
获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将所述第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；
获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将所述第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为所述预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，所述目标水印嵌入帧为所述水印嵌入帧中的任一个，且所述第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系；
将目标音频数据分组与预设的嵌入矩阵中每行的元素相乘，并将相乘结果做异或相加得到中间值，其中所述目标音频数据分组为所述音频数据分组中的任一个；
将所述中间值和所述目标音频数据分组对应的目标水印信息分组的值进行比较，得到操作向量；
根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，进而完成在所述音频数据中嵌入音频数字水印信息。
8.如权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述第一预设长度s与第二预设长度r满足预设函数关系为：s＝log2(r+1)。
9.一种音频数字水印嵌入装置，其特征在于，包括：
校验信息修改单元，用于遍历音频数据，每隔预设帧数将遍历到的当前帧标记为水印嵌入帧，并修改各水印嵌入帧的帧头的校验信息；
水印信息分组划分单元，用于获取待嵌入的水印信息的第一比特数组，将所述第一比特数组按照第一预设长度依次划分为预设数量的水印信息分组；
音频数据分组划分单元，用于获取目标水印嵌入帧的数据部分的第二比特数组，将所述第二比特数组按照第二预设长度将依次划分为所述预设数量的音频数据分组，其中各音频数据分组与各水印信息分组按照划分顺序一一对应，所述目标水印嵌入帧为所述水印嵌入帧中的任一个，且所述第一预设长度和第二预设长度满足预设函数关系；
嵌入矩阵处理单元，用于将目标音频数据分组与预设的嵌入矩阵中每行的元素相乘，并将相乘结果做异或相加得到中间值，其中所述目标音频数据分组为所述音频数据分组中的任一个；
操作向量获得单元，用于将所述中间值和所述目标音频数据分组对应的目标水印信息分组的值进行比较，得到操作向量；
比特位翻转单元，用于根据所述操作向量确定所述目标音频数据分组的待修改的比特位，并将所述待修改的比特位的数值进行翻转修改，完成各音频数据分组的待修改的比特位，进而完成在所述音频数据中嵌入音频数字水印信息。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述音频数字水印嵌入方法的步骤。
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