CN110197054B - MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数据安全技术领域，公开了一种MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法，该方法包括：将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间；选择水印数据，将所述水印数据转换为二进制数据流，并对所述二进制数据流采用加密算法进行加密运算后嵌入到MusicXML格式文件中；及对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，以提取所述MusicXML格式文件中所嵌入的水印。本发明还提出一种MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置以及一种计算机可读存储介质。本发明可以提高MusicXML格式文件的安全性。

Description

MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及数据安全技术领域，尤其涉及一种MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
MusicXML是一种开放的、基于XML的音乐符号文件格式，它在各种打谱软件、乐谱显示软件等程序之间对电子乐谱进行存储、读取和共享。它将乐曲的所有元素和信息都表示为XML文档，克服了NIFF仅限制为图片、SMDL格式过于庞大的缺点。正如MP3文件已成为共享音乐的标准文件一样，MusicXML文件已成为共享交互式乐谱的标准。目前已经有超过230个应用程序支持MusicXML文件格式。
目前，针对MusicXML格式的研究与应用主要包括：提取MusicXML格式乐谱的特征，进行音乐查询、数学分析；使用MusicXML格式存储乐谱，再使用其他软件对乐谱进行编辑修改，或共享给他人。在版权保护日益备受重视的今天，对于这样一种兼容性极强的乐谱格式文件来说，急需一种水印技术来保护其版权不受侵害。
发明内容
本发明提供一种MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法、装置及计算机可读存储介质，其主要目的提高MusicXML格式文件的安全性。
为实现上述目的，本发明提供的MusicXML格式文件水印嵌入方法，包括：
选择水印数据，将所述水印数据输入编码器，得到二进制数据流D1；
对所述二进制数据流D1进行第一重加密，得到加密后的二进制数据流D2；
对所述加密后的二进制数据流D2执行下述方法的其中一种处理，以执行第二重加密：
a)将所述二进制数据流D2中的“0”随机修改为0、2、4、6、8中的任意一个偶数，“1”随机修改为1、3、5、7、9中的任意一个奇数，得到数据流D3a；或者
b)将所述二进制数据流D2中的数据以两位数为单位，按照预设的编码表进行编码，得到数据流D3b；
对应上述第二重加密的处理，对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述方法的其中一种处理：
a’)将所述default-x值或default-y值中的最低位修改为所述数据流D3a中的数据；
b’)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，将结果与所述数据流D3b中的数字比较，使用比较后的差值对所对应的default-x值或default-y值进行修改，修改后使所述default-x值或default-y值对0.04取mod得到所述数据流D3b中对应的数据。
可选地，该方法在选择水印数据，将所述水印数据输入编码器，得到二进制数据流D1之前，还包括：将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，扩充可嵌入信息的空间。
可选地，所述将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，扩充可嵌入信息的空间，包括：
遍历所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的所有音符，找出所有<duration>值大于1的音符，并做标记；
当所述乐谱编码中的音符数不足以嵌入水印的所有数据信息时，从带标记的音符中随机抽取若干位置，进行音符时值拆分，并加上延音线，以嵌入所述水印数据中的剩余数据信息。
为实现上述目的，本发明提供的MusicXML格式文件水印提取方法，包括：
对添加水印的MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，执行下述方法的其中一种处理：
c)提取所述default-x值或default-y值中的最低位，得到数据流D3a；或者
d)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，得到数据流D3b；
对所述数据流D3a或数据流D3b对应执行下述方法的其中一种处理：
c’)逐一检测所述数据流D3a中的奇偶数，将所述数据流D3a中的奇数修改为1，将所述数据流D3a中的偶数修改为0，得到二进制数据流D2；
d’)按照预设编码表，将所述数据流D3b解码成二进制数据流D2；
对所述二进制数据流D2进行解密，得到二进制数据流D1；
将所述二进制数据流D1输入解码器，得到水印数据，并从所述MusicXML格式文件中提取出所述的水印数据。
为实现上述目的，本发明提供的MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法，包括：
将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间；
选择水印数据，将所述水印数据转换为二进制数据流，并对所述二进制数据流采用加密算法进行加密运算后嵌入到MusicXML格式文件中；及
对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，以提取其中所嵌入的水印，得到原始的MusicXML格式文件。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置，该装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序，所述MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间；
选择水印数据，将所述水印数据转换为二进制数据流，并对所述二进制数据流采用加密算法进行加密运算后嵌入到MusicXML格式文件中；及
对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，以提取其中所嵌入的水印，得到原始的MusicXML格式文件。
可选地，所述选择水印数据，将所述水印数据转换为二进制数据流，并对所述二进制数据流采用加密算法进行加密运算后嵌入到MusicXML格式文件中，包括：
选择水印数据，将所述水印数据输入编码器，得到二进制数据流D1；
对所述二进制数据流D1进行第一重加密，得到加密后的二进制数据流D2；
对所述加密后的二进制数据流D2执行下述方法的其中一种处理，以执行第二重加密：
a)将所述二进制数据流D2中的“0”随机修改为0、2、4、6、8中的任意一个偶数，“1”随机修改为1、3、5、7、9中的任意一个奇数，得到数据流D3a；或者
b)将所述二进制数据流D2中的数据以两位数为单位，按照预设的编码表进行编码，得到数据流D3b；
对应上述第二重加密的处理，对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述方法的其中一种处理：
a’)将所述default-x值或default-y值中的最低位修改为所述数据流D3a中的数据；
b’)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，将结果与所述数据流D3b中的数字比较，使用比较后的差值对所对应的default-x值或default-y值进行修改，修改后使所述default-x值或default-y值对0.04取mod得到所述数据流D3b中对应的数据。
可选地，所述对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，以提取其中所嵌入的水印，得到原始的MusicXML格式文件，包括：
对添加水印的MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，执行下述方法的其中一种处理：
c)提取所述default-x值或default-y值中的最低位，得到数据流D3a；或者
d)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，得到数据流D3b；
对所述数据流D3a或数据流D3b对应执行下述方法的其中一种处理：
c’)逐一检测所述数据流D3a中的奇偶数，将所述数据流D3a中的奇数修改为1，将所述数据流D3a中的偶数修改为0，得到二进制数据流D2；
d’)按照预设编码表，将所述数据流D3b解码成二进制数据流D2；
对所述二进制数据流D2进行解密，得到二进制数据流D1；
将所述二进制数据流D1输入解码器，得到水印数据，并从所述MusicXML格式文件中提取出所述的水印数据。
可选地，所述将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间，包括：
遍历所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的所有音符，找出所有<duration>值大于1的音符，并做标记；
当所述乐谱编码中的音符数不足以嵌入水印的所有数据信息时，从带标记的音符中随机抽取若干位置，进行音符时值拆分，并加上延音线，以嵌入所述水印数据中的剩余数据信息。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序，所述MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法的步骤。
本发明提出的MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法、装置及计算机可读存储介质利用MusicXML格式文件的乐谱编码中，<note>标签中标识某一个音符在乐谱编码上的位置信息的default-x值和default-y值在0.1的范围内变化时，人眼都察觉不出的特性，在所述default-x值和default-y值中添加水印数据，提高MusicXML格式文件的安全性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法的流程示意图；
图2为本发明较佳实施例提供的MusicXML格式文件水印嵌入方法的流程示意图；
图3为本发明较佳实施例提供的MusicXML格式文件水印提取方法的流程示意图；
图4为本发明较佳实施例提供的MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置的内部结构示意图；
图5为本发明较佳实施例提供的MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置中MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序的模块示意图。
图6为本发明较佳实施例提供的MusicXML格式文件水印嵌入方法中，水印加密嵌入的示意图；
图7为本发明较佳实施例提供的MusicXML格式文件水印嵌入方法中，音符拆分扩充嵌入信息的空间的示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，所述“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
进一步地，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法。参照图1所示，为本发明一实施例提供的MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法的流程示意图。该方法可以由一个装置执行，该装置可以由软件和/或硬件实现。
应该了解，在MusicXML格式文件的编码中，每个元素都有特定标签来标识，如：<key>标识调性，<beat>标识节拍，<note>标识一个音符，<rest>标识一个休止符等。其中，<note>标签中的default-x值和default-y值是标识某一个音符在乐谱编码上的位置信息，刻度在0.1的范围内变化时，人眼都察觉不出。因此，本发明通过改变default-x值或default-y值来嵌入我们需要的任何数字水印。
详细地，参阅图1所示，在本发明实施例中，所述MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法包括：
S1、选择水印数据，将所述水印数据转换为二进制数据流，并对所述二进制数据流采用加密算法进行加密运算后嵌入到MusicXML格式文件中。
其中，参阅图2所示，所述步骤S1详细包括如下子步骤：
S11、选择任意的水印数据，将所述水印数据输入编码器，得到二进制数据流D1；
所述编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
S12、对所述二进制数据流D1进行第一重加密，得到加密后的二进制数据流D2；
本发明较佳实施例中，对所述二进制数据流D1进行第一重加密的加密方法不限，可使用任意已有加密技术。
S13、对所述加密后的二进制数据流D2(以下简称数据流D2)执行下述方法的其中一种处理，以执行所述第二重加密：
a)将所述数据流D2中的“0”随机修改为0、2、4、6、8中的任意一个偶数，“1”随机修改为1、3、5、7、9中的任意一个奇数，得到数据流D3a；或者
b)将所述数据流D2中的数据以两位数为单位，按照预设的编码表进行编码，例如，“00”对应0，“01”对应0.01，“10”对应0.02，“11”对应0.04，得到数据流D3b；
S14、根据上述子步骤3)的处理，对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述方法的其中一种处理：
a’)将所述default-x值或default-y值中的最低位修改为所述数据流D3a中的数据；
b’)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，将结果与所述数据流D3b中的数字比较，使用比较后的差值对所对应的default-x值或default-y值进行修改，即经过修改后，所述default-x值或default-y值对0.04取mod可得到所述数据流D3b中对应的数据；
经过以上4步即可以完成MusicXML格式文件的水印嵌入。
以下利用一个实例对上述的S1进行进一步地说明：
1)本实例选择“安”字作为嵌入到MusicXML格式文件中的水印数据，将所述“安”字输入指编码器，得到二进制数据流D1为101101110001001；
2)随机生成秘钥为001011100110010，采用异或加密，对所述二进制数据流D1进行加密操作，得到加密后的二进制数据流D2为100110010111011；
3)对所述数据流D2进行a)方法处理，得到数据流D3a为342716436319257；
4)对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值和/或default-y值，按照音符顺序，执行a’)操作，将所述最低位修改为数据流D3a中的数据。
例如，参阅图6所示，对框中的2个音符，采用如下方法将default-x值和default-y值修改为数据流D3a中前4个数据(3427)：
修改前：
Figure BDA0002041768380000091
修改后：
Figure BDA0002041768380000092
Figure BDA0002041768380000101
S2、对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，以提取其中所嵌入的水印，得到原始的MusicXML格式文件。
解密是加密的逆过程，对已经嵌入加密水印的MusicXML文件进行传输，当到达目的地后，需要进行解密，才能读取初始的MusicXML文件。所述解密时，需要知道对应的加密算法和协议，从而对加密文件进行相应的解密，进而得到所述初始的MusicXML文件。
详细地，本发明实施例中，参阅图3所示，所述步骤S2具体包括如下子步骤：
S21、对添加水印后的MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，根据上述1.4)的操作，执行下述方法的其中一种处理：
c)提取所述default-x值或default-y值中的最低位，得到所述数据流D3a；或者
d)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，得到所述数据流D3b；
S22、根据上述1.3)的操作，执行下述方法的其中一种处理：
c’)逐一检测所述数据流D3a中的奇偶数，将所述数据流D3a中的奇数修改为1，将所述数据流D3a中的偶数修改为0，还原数据流D2；
d’)按照所述编码表，所述数据流D3b解码成所述数据流D2；
S23、对所述数据流D2按照上述1.2)所用加密方法进行解密，得到所述二进制数据流D1；
S24、将所述二进制数据流D1输入解码器，得到所述的水印数据；
经过以上4步即完成水印提取。
以下利用一个实例对上述的S2进行进一步地说明：
1)对添加了水印的MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，执行c)方法处理，提取末尾数，还原为数据流D3a：344716436319257；
2)逐一检测所述数据流D3a中的奇偶数，将所述数据流D3a中的奇数修改为1，将所述数据流D3a中的偶数修改为0，因此还原数据流D2：100110010111011；
3)通过秘钥，用异或方式解密，得到所述二进制数据流D1：101101110001001；
4)将所述二进制数据流D1输入解码器，得到水印信息“安”字。
使用本发明较佳实施例上述所述水印嵌入方法，在MusicXML格式文件的乐谱编码中的每个音符只可嵌入两个数据信息，即default-x值和default-y值。若嵌入数据信息较长，而音符数不够多时，本发明还包括：
步骤S3、将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间。
本发明较佳实施例中，所述步骤S3具体包括下述步骤：
遍历MusicXML格式文件的乐谱编码中的所有音符，找出所有<duration>值大于1的音符，并做标记；
当所述乐谱编码中的音符数不足以嵌入水印的所有数据信息时，从带标记的音符中随机抽取若干位置，进行音符时值拆分，并加上延音线，以嵌入水印数据中的剩余数据信息。
以下利用一个实例对上述的S3进行进一步地说明：
如图7所示，将框中的音符拆分为两个，并加上连音线，即可嵌入数据信息数量增加2个，乐谱谱面有所改变，但输出音乐未变。
即修改前：
Figure BDA0002041768380000111
修改后：
Figure BDA0002041768380000112
Figure BDA0002041768380000121
完成对嵌入空间的扩充。
本发明还提供一种MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置。参照图4所示，为本发明一实施例提供的MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置的内部结构示意图。
在本实施例中，MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1可以是PC(PersonalComputer，个人电脑)，也可以是智能手机、平板电脑、便携计算机等终端设备。该MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1至少包括存储器11、处理器12，通信总线13，以及网络接口14。
其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1的内部存储单元，例如该MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1的外部存储设备，例如MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1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，存储器11还可以既包括MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1的应用软件及各类数据，例如MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序01的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序代码或处理数据，例如执行MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序01等。
通信总线13用于实现这些组件之间的连接通信。
网络接口14可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)，通常用于在该装置1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该装置1还可以包括用户接口，用户接口可以包括显示器(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
图4仅示出了具有组件11-14以及MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序01的MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1，本领域技术人员可以理解的是，图1示出的结构并不构成对MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
在图4所示的装置1实施例中，存储器11中存储有MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序01；处理器12执行存储器11中存储的MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序01时实现如下步骤：
步骤一、选择水印数据，将所述水印数据转换为二进制数据流，并对所述二进制数据流采用加密算法进行加密运算后嵌入到MusicXML格式文件中。
其中，所述步骤一详细包括：
1.1)选择任意的水印数据，将所述水印数据输入编码器，得到二进制数据流D1；
所述编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
1.2)对所述二进制数据流D1进行第一重加密，得到加密后的二进制数据流D2；
本发明较佳实施例中，对所述二进制数据流D1进行第一重加密的加密方法不限，可使用任意已有加密技术。
1.3)对所述加密后的二进制数据流D2(以下简称数据流D2)执行下述方法的其中一种处理，以执行所述第二重加密：
a)将所述数据流D2中的“0”随机修改为0、2、4、6、8中的任意一个偶数，“1”随机修改为1、3、5、7、9中的任意一个奇数，得到数据流D3a；或者
b)将所述数据流D2中的数据以两位数为单位，按照预设的编码表进行编码，例如，“00”对应0，“01”对应0.01，“10”对应0.02，“11”对应0.04，得到数据流D3b；
1.4)根据上述子步骤3)的处理，对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述方法的其中一种处理：
a’)将所述default-x值或default-y值中的最低位修改为所述数据流D3a中的数据；
b’)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，将结果与所述数据流D3b中的数字比较，使用比较后的差值对所对应的default-x值或default-y值进行修改，即经过修改后，所述default-x值或default-y值对0.04取mod可得到所述数据流D3b中对应的数据；
经过以上4步即可以完成MusicXML格式文件的水印嵌入。
以下利用一个实例对上述的S1进行进一步地说明：
1)本实例选择“安”字作为嵌入到MusicXML格式文件中的水印数据，将所述“安”字输入指编码器，得到二进制数据流D1为101101110001001；
2)随机生成秘钥为001011100110010，采用异或加密，对所述二进制数据流D1进行加密操作，得到加密后的二进制数据流D2为100110010111011；
3)对所述数据流D2进行a)方法处理，得到数据流D3a为342716436319257；
4)对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值和/或default-y值，按照音符顺序，执行a’)操作，将所述最低位修改为数据流D3a中的数据。
步骤二、对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，以提取其中所嵌入的水印，得到原始的MusicXML格式文件。
解密是加密的逆过程，对已经嵌入加密水印的MusicXML文件进行传输，当到达目的地后，需要进行解密，才能读取初始的MusicXML文件。所述解密时，需要知道对应的加密算法和协议，从而对加密文件进行相应的解密，进而得到所述初始的MusicXML文件。
本发明较佳实施例中所述步骤二的详细步骤如下：
2.1)对添加水印后的MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，根据上述1.4)的操作，执行下述方法的其中一种处理：
c)提取所述default-x值或default-y值中的最低位，得到所述数据流D3a；或者
d)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，得到所述数据流D3b；
2.2)根据上述1.3)的操作，执行下述方法的其中一种处理：
c’)逐一检测所述数据流D3a中的奇偶数，将所述数据流D3a中的奇数修改为1，将所述数据流D3a中的偶数修改为0，还原数据流D2；
d’)按照所述编码表，所述数据流D3b解码成所述数据流D2；
3)对所述数据流D2按照上述1.2)所用加密方法进行解密，得到所述二进制数据流D1；
4)将所述二进制数据流D1输入解码器，得到所述的水印数据；
经过以上4步即完成水印提取。
以下利用一个实例对上述的S2进行进一步地说明：
1)对添加了水印的MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，执行c)方法处理，提取末尾数，还原为数据流D3a：344716436319257；
2)逐一检测所述数据流D3a中的奇偶数，将所述数据流D3a中的奇数修改为1，将所述数据流D3a中的偶数修改为0，因此还原数据流D2：
100110010111011；
3)通过秘钥，用异或方式解密，得到所述二进制数据流D1：
101101110001001；
4)将所述二进制数据流D1输入解码器，得到水印信息“安”字。
使用本发明较佳实施例上述所述水印嵌入方法，在MusicXML格式文件的乐谱编码中的每个音符只可嵌入两个数据信息，即default-x值和default-y值。若嵌入数据信息较长，而音符数不够多时，本发明所述处理器12执行存储器11中存储的MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序01时还实现如下步骤：
步骤三、将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间。
本发明较佳实施例中，所述步骤三包括如下子步骤：
1)遍历MusicXML格式文件的乐谱编码中的所有音符，找出所有<duration>值大于1的音符，并做标记；
2)当所述乐谱编码中的音符数不足以嵌入水印的所有数据信息时，从带标记的音符中随机抽取若干位置，进行音符时值拆分，并加上延音线，以嵌入水印中的剩余数据信息。
以下利用一个实例对上述的步骤三进行进一步地说明：
可选地，在其他实施例中，MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序还可以被分割为一个或者多个模块，一个或者多个模块被存储于存储器11中，并由一个或多个处理器(本实施例为处理器12)所执行以完成本发明，本发明所称的模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，用于描述MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序在MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置中的执行过程。
例如，参照图5所示，为本发明MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置一实施例中的MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序的程序模块示意图，该实施例中，MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序可以被分割为水印数据嵌入模块10、水印数据提取模块20、嵌入空间扩充模块30，示例性地：
水印数据嵌入模块10用于：选择水印数据，将所述水印数据转换为二进制数据流，并对所述二进制数据流采用加密算法进行加密运算后嵌入到MusicXML格式文件中。
水印数据提取模块20用于：对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，提取其中所嵌入的水印，得到原始的MusicXML格式文件。
嵌入空间扩充模块30用于：将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间。
详细地，所述水印数据嵌入模块10通过下述步骤实现MusicXML格式文件的水印嵌入：
1.1)选择任意的水印数据，将所述水印数据输入编码器，得到二进制数据流D1；
1.2)对所述二进制数据流D1进行第一重加密，得到加密后的二进制数据流D2；
1.3)对所述加密后的二进制数据流D2(以下简称数据流D2)执行下述方法的其中一种处理，以执行所述第二重加密：
a)将所述数据流D2中的“0”随机修改为0、2、4、6、8中的任意一个偶数，“1”随机修改为1、3、5、7、9中的任意一个奇数，得到数据流D3a；或者
b)将所述数据流D2中的数据以两位数为单位，按照预设的编码表进行编码，例如，“00”对应0，“01”对应0.01，“10”对应0.02，“11”对应0.04，得到数据流D3b；
1.4)根据上述子步骤3)的处理，对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述方法的其中一种处理：
a’)将所述default-x值或default-y值中的最低位修改为所述数据流D3a中的数据；
b’)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，将结果与所述数据流D3b中的数字比较，使用比较后的差值对所对应的default-x值或default-y值进行修改，即经过修改后，所述default-x值或default-y值对0.04取mod可得到所述数据流D3b中对应的数据。
详细地，所述水印数据提取模块20通过下述步骤实现MusicXML格式文件的水印嵌入：
2.1)对添加水印后的MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，根据上述1.4)的操作，执行下述方法的其中一种处理：
c)提取所述default-x值或default-y值中的最低位，得到所述数据流D3a；或者
d)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，得到所述数据流D3b；
2.2)根据上述1.3)的操作，执行下述方法的其中一种处理：
c’)逐一检测所述数据流D3a中的奇偶数，将所述数据流D3a中的奇数修改为1，将所述数据流D3a中的偶数修改为0，还原数据流D2；
d’)按照所述编码表，所述数据流D3b解码成所述数据流D2；
3)对所述数据流D2按照上述1.2)所用加密方法进行解密，得到所述二进制数据流D1；
4)将所述二进制数据流D1输入解码器，得到所述的水印数据。
详细地，所述嵌入空间扩充模块30通过下述步骤实现可嵌入信息的空间扩充：
3.1)遍历MusicXML格式文件的乐谱编码中的所有音符，找出所有<duration>值大于1的音符，并做标记；
3.2)当所述乐谱编码中的音符数不足以嵌入水印的所有数据信息时，从带标记的音符中随机抽取若干位置，进行音符时值拆分，并加上延音线，以嵌入水印中的剩余数据信息
上述水印数据嵌入模块10、水印数据提取模块20、嵌入空间扩充模块30等程序模块被执行时所实现的功能或操作步骤与上述实施例大体相同，在此不再赘述。
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序，所述MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序可被一个或多个处理器执行，以实现如下操作：
将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间；
选择水印数据，将所述水印数据转换为二进制数据流，并对所述二进制数据流采用加密算法进行加密运算后嵌入到MusicXML格式文件中；及
对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，以提取其中所嵌入的水印，得到原始的MusicXML格式文件。
本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置和方法各实施例基本相同，在此不作累述。
需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种MusicXML格式文件水印嵌入方法，其特征在于，所述方法包括：
选择水印数据，将所述水印数据输入编码器，得到二进制数据流D1；
对所述二进制数据流D1进行第一重加密，得到加密后的二进制数据流D2；
对所述加密后的二进制数据流D2执行下述方法的其中一种处理，以执行第二重加密：
a)将所述二进制数据流D2中的“0”随机修改为0、2、4、6、8中的任意一个偶数，“1”随机修改为1、3、5、7、9中的任意一个奇数，得到数据流D3a；
对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述a’)，其中，所述default-x值和default-y值用于标识一个音符在乐谱编码上的位置信息；
a’)将所述default-x值或default-y值中的最低位修改为所述数据流D3a中相应顺序位的数据；
或者
b)将所述二进制数据流D2中的数据以两位数为单位，按照预设的编码表进行编码，得到数据流D3b；
对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述b’)：
b’)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，将结果与所述数据流D3b中的数字比较，使用比较后的差值对所对应的default-x值或default-y值进行修改，修改后使所述default-x值或default-y值对0.04取mod得到所述数据流D3b中对应的数据。
2.如权利要求1所述的MusicXML格式文件水印嵌入方法，其特征在于，在选择水印数据，将所述水印数据输入编码器，得到二进制数据流D1之前，该方法还包括：
将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间。
3.如权利要求2所述的MusicXML格式文件水印嵌入方法，其特征在于，所述将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，扩充可嵌入信息的空间，包括：
遍历所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的所有音符，找出所有<duration>值大于1的音符，并做标记；
当所述乐谱编码中的音符数不足以嵌入水印的所有数据信息时，从带标记的音符中随机抽取若干位置，进行音符时值拆分，并加上延音线，以嵌入所述水印数据中的剩余数据信息。
4.一种MusicXML格式文件水印提取方法，其特征在于，所述方法包括：
对添加水印的MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，执行下述方法的其中一种处理：
c)提取所述default-x值或default-y值中的最低位，按照相应顺序组合得到数据流D3a；
对所述数据流D3a对应执行下述c’)：
c’)逐一检测所述数据流D3a中的奇偶数，将所述数据流D3a中的奇数修改为1，将所述数据流D3a中的偶数修改为0，得到二进制数据流D2；
或者
d)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，得到数据流D3b；
对所述数据流D3b对应执行下述d’)：
d’)按照预设编码表，将所述数据流D3b解码成二进制数据流D2；
对所述二进制数据流D2进行解密，得到二进制数据流D1；
将所述二进制数据流D1输入解码器，得到水印数据，并从所述MusicXML格式文件中提取出所述水印数据。
5.一种MusicXML格式文件水印嵌入及提取方法，其特征在于，该方法包括：
将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间；
选择水印数据，将所述水印数据转换为二进制数据流，并对所述二进制数据流采用加密算法进行加密运算后嵌入到MusicXML格式文件中，包括：选择水印数据，将所述水印数据输入编码器，得到二进制数据流D1；对所述二进制数据流D1进行第一重加密，得到加密后的二进制数据流D2；对所述加密后的二进制数据流D2执行下述方法的其中一种处理，以执行第二重加密：
a)将所述二进制数据流D2中的“0”随机修改为0、2、4、6、8中的任意一个偶数，“1”随机修改为1、3、5、7、9中的任意一个奇数，得到数据流D3a；
对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述a’)，其中，所述default-x值和default-y值用于标识一个音符在乐谱编码上的位置信息；
a’)将所述default-x值或default-y值中的最低位修改为所述数据流D3a中相应顺序位的数据；
或者
b)将所述二进制数据流D2中的数据以两位数为单位，按照预设的编码表进行编码，得到数据流D3b；
对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述b’)：
b’)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，将结果与所述数据流D3b中的数字比较，使用比较后的差值对所对应的default-x值或default-y值进行修改，修改后使所述default-x值或default-y值对0.04取mod得到所述数据流D3b中对应的数据；及
对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，以提取所述MusicXML格式文件中所嵌入的水印。
6.一种MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序，所述MusicXML格式文件水印嵌入及提取程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间；
选择水印数据，将所述水印数据转换为二进制数据流，并对所述二进制数据流采用加密算法进行加密运算后嵌入到所述MusicXML格式文件中，包括：选择水印数据，将所述水印数据输入编码器，得到二进制数据流D1；对所述二进制数据流D1进行第一重加密，得到加密后的二进制数据流D2；对所述加密后的二进制数据流D2执行下述方法的其中一种处理，以执行第二重加密：
a)将所述二进制数据流D2中的“0”随机修改为0、2、4、6、8中的任意一个偶数，“1”随机修改为1、3、5、7、9中的任意一个奇数，得到数据流D3a；
对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述a’)，其中，所述default-x值和default-y值用于标识一个音符在乐谱编码上的位置信息；
a’)将所述default-x值或default-y值中的最低位修改为所述数据流D3a中相应顺序位的数据；
或者
b)将所述二进制数据流D2中的数据以两位数为单位，按照预设的编码表进行编码，得到数据流D3b；
对所述MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，对应执行下述b’)：
b’)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，将结果与所述数据流D3b中的数字比较，使用比较后的差值对所对应的default-x值或default-y值进行修改，修改后使所述default-x值或default-y值对0.04取mod得到所述数据流D3b中对应的数据；及
对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，以提取所述MusicXML格式文件中所嵌入的水印。
7.如权利要求6所述的MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置，其特征在于，所述对添加了水印的MusicXML格式文件进行解码，以提取所述MusicXML格式文件中所嵌入的水印，包括：
对添加水印的MusicXML格式文件中每一个音符的default-x值或default-y值，按照音符顺序，执行下述方法的其中一种处理：
c)提取所述default-x值或default-y值中的最低位，按照相应顺序组合得到数据流D3a；
对所述数据流D3a对应执行下述c’)：
c’)逐一检测所述数据流D3a中的奇偶数，将所述数据流D3a中的奇数修改为1，将所述数据流D3a中的偶数修改为0，得到二进制数据流D2；或者
d)将所述default-x值或default-y值对0.04取mod，得到数据流D3b；
对所述数据流D3b对应执行下述d’)：
d’)按照预设编码表，将所述数据流D3b解码成二进制数据流D2；
对所述二进制数据流D2进行解密，得到二进制数据流D1；
将所述二进制数据流D1输入解码器，得到水印数据，并从所述MusicXML格式文件中提取出所述的水印数据。
8.如权利要求6所述的MusicXML格式文件水印嵌入及提取装置，其特征在于，所述将所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的音符进行时值拆分，并加上延音线，以扩充可嵌入信息的空间，包括：
遍历所述MusicXML格式文件的乐谱编码中的所有音符，找出所有<duration>值大于1的音符，并做标记；
当所述乐谱编码中的音符数不足以嵌入水印的所有数据信息时，从带标记的音符中随机抽取若干位置，进行音符时值拆分，并加上延音线，以嵌入所述水印数据中的剩余数据信息。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有MusicXML格式文件水印嵌入程序，所述MusicXML格式文件水印嵌入程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至3中任一项所述的MusicXML格式文件水印嵌入方法的步骤。
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