CN114003870A - 基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法和系统 - Google Patents

基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法和系统，该方法包括以下步骤：将注册\登录用户的注册信息存入数据库，得到用户信息；根据用户信息生成二维码水印图像，并存入数据库；利用数字水印技术将二维码水印图像嵌入至上传的待登记音频文件中。对应系统包括用户注册模块，用于供用户注册，获取用户信息；水印生成模块，用于根据用户信息生成二维码水印图像；数据库，用于存储用户信息以及二维码水印图像；水印嵌入模块，用于利用数字水印技术将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件中。本发明选用二维码作为水印图像，保证嵌入音频的信息量较小以及水印图像自身的鲁棒能力。

Description

基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法和系统
技术领域
本发明属于多媒体信息安全领域，特别涉及一种基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法和系统。
背景技术
在互联网时代，随着数字音乐作品的大量发行传播及音频处理技术的飞速发展，数字音乐作品的著作权存在归属不清的问题。与传统的音频载体(磁带、唱片等)相比，对数字化的音乐作品进行复制、改动十分容易；互联网上数字音乐作品流通的门槛较低，无需经过任何认证批准程序即可在网络中传播。因此，著作权保护和数字版权管理问题引起了很多关注。
传统的基于密码学理论的信息安全技术大多有其局限性，为了解决传统信息安全技术的不足，采用数字水印技术能够有效地弥补传统信息安全技术在安全和保护应用方面的不足，越来越多的研究者开始对其进行研究。
现有的音频水印系统利用了人类听觉系统(HAS)的不相关特性。特别地，HAS对时域和频域中的小幅度变化不敏感，允许将微弱噪声信号(即水印信息)添加到主机音频信号中，使得变化是听不见的。特别地，频域技术比时域技术更有效，水印被添加到主机音频信号的变换域中的选定区域，使得能够保持不可听性和鲁棒性。使得嵌入水印的音频与音频源文件相比在声音上不产生可听的改变，从而使文件的带水印版本与原始版本无法区分。数字水印技术近年来被认为是防止程序被合理盗版的一种手段，在许多应用领域得到了广泛的应用。
现有的音频水印算法主要集中在三个方向上：
1、基于DCT-DWT的音频水印算法研究
基本原理是在DWT和SVD域的音频隐藏算法，其基于SVD和量化，水印信息被嵌入到每个语音帧的DWT子带，以改善隐藏信息的透明度，且SVD具有较强的稳定性。
2、基于DCT-DWT-SVD的音频水印算法研究
将原始音频数据分段后进行二级小波变换，再将近似分量进行余弦变换，把余弦变化后的前1/4系数进行奇异值分解后嵌入水印。水印的嵌入容量为27.56bit/s。该算法具有较好的透明性，并且对于MP3压缩、重量化、低通滤波、裁剪替换等常见音频信号处理攻击具有很强的鲁棒性。
3、基于LWT-DCT-SVD的音频水印算法研究
该方法首先对主信号进行LWT\DWT分解，得到相应的近似系数，然后进行DCT变换，充分利用了能量压缩的特性。进一步进行奇异值分解以获得奇异值，增强了方案的鲁棒性。采用自适应DM量化对奇异值进行量化并嵌入水印。为了抵抗去同步攻击，使用音频统计特性插入同步码。此外，该算法有效地解决了鲁棒性和不可感知性的矛盾。
音频数字水印的算法已经相对比较成熟，但是仅仅用这些算法的叠加无法打造完整的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护解决方案。一方面，这些算法存在一定的局限性，比如容错和纠错能力不高、空间利用率较低、数据容量不高等；另一方面，单靠数字水印算法无法形成一套结合实际应用场景、可以落地的针对小众原创音乐人的方便快捷的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护系统。
发明内容
针对上述问题，本发明采用的技术方案是：一种基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法，包括以下步骤：
将注册\登录用户的注册信息存入数据库，得到用户信息；
根据用户信息生成二维码水印图像，并存入数据库；
利用数字水印技术将二维码水印图像嵌入至上传的待登记音频文件中。
可选地，还包括以下步骤：
提取待验证音频文件中的二维码水印图像；
若提取出二维码水印图像，则将提取出的二维码水印图像进行识别并将识别到的信息返回至客户端；
若用户对返回至客户端的信息存疑，则上传相关证明文件，并根据相关证明文件对所述待验证音频文件进行权属分析。
可选地，在将二维码水印图像嵌入至上传的待登记音频文件中的步骤之前，还包括以下步骤：
判断待登记音频文件中是否能提取出二维码水印图像；
若未能提取出二维码水印图像，则将二维码水印图像嵌入至上传的待登记音频文件中；
若能提取出二维码水印图像，则将提取出的二维码水印图像进行识别并将识别到的信息返回至客户端。
可选地，所述方法还包括以下步骤：
采集待登记音频文件的相关信息，得到系统采集信息；其中，系统采集信息包括文件简单描述、用户的IP地址、Mac地址；
在生成二维码水印图像的步骤中，具体为：根据用户信息和系统采集信息生成二维码水印图像。
可选地，在将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件的步骤中，具体为：
将待登记音频文件分成多个音频片段；
对每个音频片段进行离散小波变换，得到细节分量；
对细节分量进行离散余弦变换，得到两个用于嵌入水印的隐藏频段细节分量；
将进行置乱处理后的二维码水印图像嵌入至隐藏频段细节分量，得到携带水印的隐藏频段细节分量；
将携带水印的隐藏频段细节分量依次进行逆离散余弦变换和逆散小波变换，得到带水印信息的音频片段；
将带水印信息的音频片段合成处理，生成带水印信息的音频文件。
可选地，在提取待验证音频文件中的二维码水印图像的步骤中，具体为：
将待验证音频文件分成多个音频片段；
对每个音频片段进行离散小波变换得到携带水印的细节分量；
对细节分量进行离散余弦变换得到两个携带水印的隐藏频段细节分量；
提取隐藏频段细节分量中的经图像置乱处理后的水印；
对提取出的水印进行置乱还原生成二维码水印图像；
从多个音频片段中提取出的二维码水印图像中筛选出信息最完整且重复度最高的二维码水印图像作为最终返回的二维码水印图像。
以及，一种基于二维码和数字水印技术的音频版权保护系统，包括：
用户注册模块，用于供用户注册，获取用户信息；
水印生成模块，用于根据用户信息生成二维码水印图像；
数据库，用于存储用户信息以及二维码水印图像；
水印嵌入模块，用于利用数字水印技术将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件中。
可选地，所述系统还包括：
水印提取模块，用于提取待验证音频文件中的二维码水印图像；
信息验证模块，用于判断是否提取出二维码水印图像；若提取出二维码水印图像，则将提取出的二维码水印图像进行识别并将识别到的信息返回至客户端；若没有提取出水印图像，则返回未找到相似内容；
用户申诉模块，用于在用户存疑时根据用户上传的相关证明文件对所述待验证音频文件进行权属分析。
可选地，水印提取模块还用于在将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件之前，对待登记音频文件进行提取二维码水印图像处理；
若未能提取出二维码水印图像，则通过水印嵌入模块将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件中；
若能提取出二维码水印图像，则将提取出的二维码水印图像进行识别并将识别到的信息返回至客户端。
可选地，所述系统还包括信息采集模块，用于采集待登记音频文件的相关信息，得到系统采集信息；其中，所述系统采集信息包括文件简单描述、用户的IP地址、Mac地址；
所述水印生成模块根据用户信息和系统采集信息生成所述二维码水印图像。
本发明由于采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：选用二维码作为水印图像，保证嵌入音频的信息量较小以及水印图像自身的鲁棒能力；在水印嵌入和提取过程中采用了离散小波变换(DWT)与离散余弦变换(DCT)相结合的水印算法，具有较好的不可感知性和鲁棒性；采用二维三角映射技术进行图像置乱，对二维码水印图像进行上三角或下三角映射预处理，即使水印图像被恶意提取，攻击者也不能通过提取到的信息还原出原始的水印，难以得到用户个人信息。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的音频版权保护系统的工作流程图；
图2示出了根据本发明实施例的音频版权保护系统的框架图；
图3示出了根据本发明实施例的二维码水印图像的二维码功能分区；
图4示出了根据本发明实施例的嵌入二维码水印图像的流程图；
图5示出了根据本发明实施例的提取二维码水印图像的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本发明实施例的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护系统，结合图1示出的音频版权保护系统的流程图以及图2示出的音频版权保护系统的框架图，该系统包括用户注册模块，用于供用户注册，获取用户信息；水印生成模块，用于根据用户信息生成二维码水印图像；数据库，用于存储用户信息以及二维码水印图像；水印嵌入模块，用于利用数字水印技术将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件中；水印提取模块，用于提取待登记音频文件以及待验证音频文件中的二维码水印图像；水印提取模块还用于在将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件之前，对待登记音频文件提取二维码水印图像，若未能提取出二维码水印图像，则通过水印嵌入模块将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件中；信息验证模块，用于判断是否提取出二维码水印图像，若提取出二维码水印图像，则将提取得出的二维码水印图像进行识别并将识别到的信息返回至客户端，若没有提取出水印图像，则返回未找到相似内容；用户申诉模块，用于在用户存疑时根据用户上传的相关证明文件对所述待验证音频文件进行权属分析；信息采集模块，用于采集待登记音频文件的相关信息，以得到系统采集信息。该系统的功能包括对用户上传的原创待登记音频文件加以水印以完成原创认证，以及对存疑的待验证音频文件进行信息验证。该系统具体分布如下：
应用层：应用层使用户可以通过客户端与服务器交互，通过调用接口层提供的接口进行使用。考虑到原创音乐人的制作环境大多基于计算机而非移动端，而将音频上传至移动端的通信过程中可能会对音频质量造成损害，因此本实施例的客户端适合用户PC机器使用。
接口层：用户注册模块部署于接口层。其中接口层包括：身份认证接口，用于用户注册以及登陆时验证身份信息；原创请求接口，用户通过原创请求接口上传原创待登记音频文件，且该接口是在当用户上传待登记音频文件时对音频进行保护的功能接口；认证请求接口，认证请求接口是在用户想了解的某一段音频的原创信息时提供认证服务的接口；申诉请求接口提供已经被盗用的音频对原创作者的保护认证服务。
业务逻辑层：本系统核心运算模块部分。水印生成模块、水印嵌入模块以及水印提取模块均属于业务逻辑层。
服务层：对接口层传来的请求提供服务，是由后台管理员和服务器程序一起组成。原创认证请求和信息验证请求会通过调用业务逻辑层的模块进行运算；服务层还包括用户申诉模块中的管理员审核单元，通过后台管理员对用户提交的申诉信息以及上传的相关证明文件进行审核并对用户反馈申诉处理结果。
数据存储层：即数据库，数据存储层内包括用户信息以及音频水印信息。用户注册使用本系统需要提供能够进行身份鉴别的个人信息，要求能够利用用户提交的信息进行身份识别，能够精确定位到用户本人，主要为姓名、身份证号、手机号码等信息。对每次原创认证生成的二维码水印图像进行存储，保证一旦在水印提取过程中出现意外，可以从旁佐证，确认音频文件的原创性。例如提取出的二维码水印经过识别出来的信息可能会因为噪声的原因并不完整，只有部分信息可展现，便可通过数据存储层中储存的原始二维码水印信息进行比较，以辅助判断。
结合上述本发明实施例的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护系统，进一步介绍一种基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法，该方法包括原创认证和信息验证。
在用户需要进行原创认证时，包括以下步骤：
S11：将注册\登录用户的注册信息存入数据库，得到用户信息。
S12：根据用户信息生成二维码水印图像，并存入数据库。
在本实施例中，为了保证嵌入音频的信息量较小以及水印图像自身的鲁棒能力，因此选用二维码作为水印图像。
进一步的，所述二维码水印图像中还包括生成所述二维码水印图像时的认证时间，丰富二维码水印图像中的信息，使各种相关信息更完整。
更进一步的，用户在上传待登记音频文件的同时，系统还采集待登记音频文件的相关信息。在本实施例中，在生成的二维码水印图像中包含了用户信息的同时还包含了系统自动采集的相关信息，即根据用户信息及系统收集信息生成二维码水印图像。其中，系统采集信息包括文件简单描述、用户的IP地址、Mac地址等。以进一步丰富二维码水印图像中的信息。
在本实施例中，通过QrCode二维码生成器生成所述二维码水印图像；其中，结合图3示出的二维码水印图像的二维码功能分区，所述二维码水印图像包括定位标志、定时标志、校正标志以及内容信息。其中，定位标志主要用于确定二维码的大小范围和方向，保证识别到的二维码是预期的图形；定时标志主要是用于定位，防止二维码尺寸过大时产生畸变从而对识别造成影响；校正标志的主要作用是跟定时标志类似，不同的是校正标志的数量和图案是在二维码确定了规格以后就被确定下来的；QrCode的内容信息包括数据码和纠错码，纠错码能修正一定范围内二维码的损坏信息，不同纠错等级的纠错码能够修正的范围各不相同。
二维码信息容量大，本实施例采用的QR码最大可存储7089字符的数字数据，4296字符的字母数据，并且由于QR码能够用特定的数据压缩模式表示汉字，QR码比其他二维码表示汉字的效率提高了20％，最大可存储1817字符的汉字数据。综上，用户信息、认证时间、发布IP等信息可存储在二维码水印图像中，从而达到保护原创音乐人音频版权的功能。二维码容错能力强，具有错误纠正技术，这种机制使得二维码因MP3有损压缩、转录、剪裁攻击及环境噪声等引起局部损坏时，依然能够正确被识别读取出信息，能够增强数据的安全性。同时QR码的纠错功能含四个不同级别，最高级别的H级最多可纠错约30％的数据码字。
S13：利用数字水印技术将二维码水印图像嵌入至上传的待登记音频文件中。为了使得发明具有较好的不可感知性和鲁棒性，在水印嵌入和提取过程中采用了离散小波变换(DWT)与离散余弦变换(DCT)相结合的基于数字音频的盲水印算法，首先判断待登记音频文件中是否能提取出二维码水印图像；若未能提取出二维码水印图像，则判定该待登记音频文件未登记，结合图4示出的嵌入二维码水印图像的流程图，具体如下：
S131：采用二维三角映射技术对二维码水印图像进行图像置乱，得到置乱水印图像；
通过采用二维三角映射技术进行图像置乱，对水印图像进行上三角或下三角映射预处理，采用这样的算法是为了即使水印图像被恶意提取，攻击者也不能通过提取到的信息还原出原始的水印，得到水印中的用户个人信息；
S132：将待登记音频文件A分成长度为N的M个音频片段AL；在本实施例中，N取5秒；
S133：对M个音频片段AL分别进行离散小波变换，得到细节分量De(r)；
S134：对细节分量De(r)进行离散余弦变换，得到两个用于嵌入水印的隐藏频段细节分量V1和V2；
S135：将根据步骤S131得到的置乱水印图像嵌入至隐藏频段细节分量，得到携带水印的隐藏频段细节分量V1'和V2'；
S136：将携带水印的隐藏频段细节分量V1'和V2'依次进行逆离散余弦变换和逆散小波变换，得到带水印信息的音频片段AL'；
S137：将M个音频片段的M个AL'合成处理，生成带水印信息的音频文件A。
在本实施例中，离散小波变换使用二进制离散处理，对连续小波变换的尺度、位移按照2的幂次进行离散化得到。离散小波变换相比于傅里叶变换的优势在于能够在不同尺度上对信号进行分解，而且可以根据不同的目标来选择不同的尺度。DCT是一种与傅里叶变换紧密联系的变换，类似于离散傅里叶变换，但是只使用实数，是一种实数域的变换。由于离散余弦变换阵的基向量能够很好地描述人类语音、图像信号的相关特性，因此，在对语音、图像信号变换的确定的变换矩阵正交变换中，DCT变换被认为是一种准最佳变换。
此外，为了降低迭代成本，提高运算效率，采用二维矩阵变换，即二维三角映射，并结合了相应的逆变换对水印图像进行处理。具体的，二维三角映射技术是对图像的每一对二维数组与一个二维上三角或下三角方阵相乘再取模，从而图像能够进行上三角或下三角映射。所采用的映射可以直接用于置乱或是恢复矩形图像，且其迭代成本较低。一次置乱或恢复图像的成本只是像素的数量，不需要预先计算迭代周期。该方法在处理矩形图像，例如对图像进行置乱和恢复时表现效果好，成本也较低，并且在对抗持续擦除、裁剪和压缩攻击方面具有鲁棒性。
基于上述进行原创认证中，若判断待登记音频文件能提取出二维码水印图像，则认定该待登记音频文件为待验证音频文件，对其进行以下步骤，具体为：
S21：提取待验证音频文件中的二维码水印图像，结合图5示出的提取二维码水印图像的流程图，具体如下：
S211：将待验证音频文件A'分成长度为N的M个音频片段AL'；在本实施例中，N取5秒；
S212：对M个音频片段AL'进行离散小波变换得到携带水印的细节分量De'(r)；
S213：对细节分量De'(r)进行离散余弦变换，得到两个携带水印的隐藏频段细节分量V1'和V2'；
S214：提取隐藏频段细节分量V1'和V2'中的置乱水印图像；
S215：对提取出的水印进行置乱还原生成二维码水印图像；
S216：从M个音频片段中提取出的M个二维码水印图像中筛选出信息最完整且重复度最高的二维码水印图像，并作为最终返回的二维码水印图像。
S22：若提取出二维码水印图像，则将提取出的二维码水印图像进行识别并将识别到的信息(该信息包括姓名、认证时间等)返回至客户端；若没有提取出水印图像，则返回未找到相似内容。
S23：若用户对返回至客户端的信息存疑，则上传相关证明文件，并根据相关证明文件对所述待验证音频文件进行权属分析。
若发现原创作品被他人在本系统进行抢注，通过上述步骤S21～S23，则原创作者可通过本系统平台检测侵权人，并通过申诉模块提交证据来修改版权归属。
结合上述音频保护系统和保护方法，进一步进行性能分析，如下：
为了测试本算法的性能，选取了如下样本集进行测试：总共50个采样率为44.1kHz，16位位宽，长度为30秒的单声道音频片段作为原始音频信号载体；根据古典音乐、电子音乐、爵士音乐、流行音乐和说唱音乐分为五组，每组包含10个音频片段。
将在不可感知性、鲁棒性和容量三个方面对发明的性能做下评估。
(1)不可感知性
不可感知性，即透明性，指嵌入的水印不能被听者察觉。不可感知性通常通过信噪比(SNR：SignalNoiseRatio)来衡量。
信噪比计算公式如下：
Figure BDA0003285343020000121
其中S(a)是信号能量，S’(a)是嵌入水印后信号的能量；
Figure BDA0003285343020000122
是信号的总能量，
Figure BDA0003285343020000123
是量化噪声的总能量。
表1是本测试数据集不同种类音频信号的音乐质量受水印嵌入的影响程度：
古典 电子 爵士 流行 说唱
SNR 34.5890 38.2106 35.9526 38.1199 34.6858
表1
根据国际唱片业协会规定的标准，当SNR>20dB时，水印对人耳而言不可感知。由SNR表可知，无论是哪一种类型的音乐，其平均SNR值都远大于20dB。可见含二维码水印的音频信号与原始信号相比，在不可感知性方面表现良好，能够满足原创音乐人对音频质量的需求。
(2)鲁棒性
鲁棒性，即健壮性，指在受到攻击或者是异常和危险的情况下系统正常能够生存的能力。原创音乐作品在互联网上传播的过程中，持有人可能会对其进行压缩等操作，对含有二维码水印的音频信号造成一定程度的破坏和改动。这里对已嵌入二维码水印的音频进行攻击，再对攻击后音频进行水印提取，根据提取情况以及提取出的水印图片的识别情况对鲁棒性进行评估。鲁棒性评测中主要使用的指标有归一化相关系数(NC)、误码率(BER)、识别率。
在鲁棒性测试中，采用了六种常见的音频攻击手法，具体操作如下：
①无攻击：不进行任何攻击；
②MP3压缩：对含有二维码水印的音频信号以256kb/s的比特率进行MP3压缩，再解压缩生成的MP3文件为波形文件；
③裁剪：截取含有二维码水印的音频信号的前10s进行水印提取；
④低通滤波：使用巴特沃斯低通滤波器对含有二维码水印的音频信号进行低通滤波，截止频率为20kHz；
⑤重量化：将含有二维码水印的音频信号重量化为8bit，再恢复到16bit；
⑥重采样：对含有二维码水印的音频信号进行下采样，采样频率为29kHz，再重新上采样回44.1kHz；
⑦加噪：向含有二维码水印的音频信号中加入信噪比为1dB的高斯白噪声。
下面分别对三种鲁棒测试指标进行描述。
1)归一化相关系数(NC)
对两幅图像进行相似度的衡量，除了用人类感官发明感知以外，我们可以使用量化标准，用数值来衡量性能，可以使用归一化的相关系数(NC)定量对发明的鲁棒性进行分析对比，见表2。其计算公式如下：
Figure BDA0003285343020000141
其中，NxN是水印的大小。w(i,j)和w'(i,j)分别是水印和恢复的水印图像。
Figure BDA0003285343020000142
表2
2)误码率(BER)
误码率(BitErrorRatio)是一个研究的时间间隔期间由错误比特的数目除以传送比特的总数，通常以百分比表示。在数字传输中，比特误差的数量是由于噪声、干扰、失真或比特同步错误而被改变的通信信道上的数据流的接收比特数，见表3。误码率计算公式如下:
Figure BDA0003285343020000143
其中，BERR是出错的比特位数，N是研究的传输对象的比特数。
Figure BDA0003285343020000151
表3
3)识别率
即该组音频在攻击后再次提取的二维码水印能正确识别的概率，见表4。识别率计算公式如下：
Figure BDA0003285343020000152
其中，S为该组成功的样本数，T为改组总样本数。
Figure BDA0003285343020000153
表4
4)结果分析
针对不同的攻击方式而言，本发明在裁剪和MPS压缩这两种攻击方式下表现最好，平均识别率分别能达到100％和95％，平均NC值分别高达0.993和0.958，平均BER值分别低至0.006和0.026。其次是低通滤波和重采样，平均识别率分别达到了58％和52％。对于重量化和加噪攻击，本发明的鲁棒性不佳。
(3)容量
水印嵌入容量是指每秒音频中可以嵌入多少比特的水印信息，通常以比特率(bps)为单位，水印嵌入容量取决于水印的比特数，音频信号的采样频率和采样点数，具体计算公式如下：
Figure BDA0003285343020000161
其中M×M是水印比特数，fs是音频信号采样频率，La是音频信号的采样点数。从公式中可以看出，随着从公式中可以看出，随着La的减小，嵌入容量会增大，但是，一个过小的La会引起音频较大的失真，影响音频的质量、嵌入容量和透明性。
采用的QrCode版本为25，纠错等级为H级，可容纳的数据位数为4304bit。由此，根据实验推可以计算得出知理论最大容量值＝1434.67bps。也即是说，一段长度为5秒的音频信号就足够能容纳一张大小为128像素×128像素的灰度图像。而128像素×128像素的25版本二维码即使在H及纠错能力下，也能容纳4304bit数据，相当于能够容纳UTF-8编码下的134个汉字，完全足够容纳水印信息。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
将注册\登录用户的注册信息存入数据库，得到用户信息；
根据用户信息生成二维码水印图像，并存入数据库；
利用数字水印技术将二维码水印图像嵌入至上传的待登记音频文件中。
2.如权利要求1所述的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法，其特征在于，还包括以下步骤：
提取待验证音频文件中的二维码水印图像；
若提取出二维码水印图像，则将提取出的二维码水印图像进行识别并将识别到的信息返回至客户端；
若用户对返回至客户端的信息存疑，则上传相关证明文件，并根据相关证明文件对所述待验证音频文件进行权属分析。
3.如权利要求1所述的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法，其特征在于，在将二维码水印图像嵌入至上传的待登记音频文件中的步骤之前，还包括以下步骤：
判断待登记音频文件中是否能提取出二维码水印图像；
若未能提取出二维码水印图像，则将二维码水印图像嵌入至上传的待登记音频文件中；
若能提取出二维码水印图像，则将提取出的二维码水印图像进行识别并将识别到的信息返回至客户端。
4.如权利要求1至3任一项所述的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
采集待登记音频文件的相关信息，得到系统采集信息；其中，系统采集信息包括文件简单描述、用户的IP地址、Mac地址；
在生成二维码水印图像的步骤中，具体为：根据用户信息和系统采集信息生成二维码水印图像。
5.如权利要求1所述的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法，其特征在于，在将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件的步骤中，具体为：
将待登记音频文件分成多个音频片段；
对每个音频片段进行离散小波变换，得到细节分量；
对细节分量进行离散余弦变换，得到两个用于嵌入水印的隐藏频段细节分量；
将进行置乱处理后的二维码水印图像嵌入至隐藏频段细节分量，得到携带水印的隐藏频段细节分量；
将携带水印的隐藏频段细节分量依次进行逆离散余弦变换和逆散小波变换，得到带水印信息的音频片段；
将带水印信息的音频片段合成处理，生成带水印信息的音频文件。
6.如权利要求2所述的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护方法，其特征在于，在提取待验证音频文件中的二维码水印图像的步骤中，具体为：
将待验证音频文件分成多个音频片段；
对每个音频片段进行离散小波变换得到携带水印的细节分量；
对细节分量进行离散余弦变换得到两个携带水印的隐藏频段细节分量；
提取隐藏频段细节分量中的经图像置乱处理后的水印；
对提取出的水印进行置乱还原生成二维码水印图像；
从多个音频片段中提取出的二维码水印图像中筛选出信息最完整且重复度最高的二维码水印图像作为最终返回的二维码水印图像。
7.一种基于二维码和数字水印技术的音频版权保护系统，其特征在于，包括：
用户注册模块，用于供用户注册，获取用户信息；
水印生成模块，用于根据用户信息生成二维码水印图像；
数据库，用于存储用户信息以及二维码水印图像；
水印嵌入模块，用于利用数字水印技术将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件中。
8.如权利要求7所述的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护系统，其特征在于，所述系统还包括：
水印提取模块，用于提取待验证音频文件中的二维码水印图像；
信息验证模块，用于判断是否提取出二维码水印图像；若提取出二维码水印图像，则将提取出的二维码水印图像进行识别并将识别到的信息返回至客户端；若没有提取出水印图像，则返回未找到相似内容；
用户申诉模块，用于在用户存疑时根据用户上传的相关证明文件对所述待验证音频文件进行权属分析。
9.如权利要求8所述的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护系统，其特征在于，水印提取模块还用于在将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件之前，对待登记音频文件进行提取二维码水印图像处理；
若未能提取出二维码水印图像，则通过水印嵌入模块将二维码水印图像嵌入至待登记音频文件中；
若能提取出二维码水印图像，则将提取出的二维码水印图像进行识别并将识别到的信息返回至客户端。
10.如权利要求7至9任一项所述的基于二维码和数字水印技术的音频版权保护系统，其特征在于，所述系统还包括信息采集模块，用于采集待登记音频文件的相关信息，得到系统采集信息；其中，所述系统采集信息包括文件简单描述、用户的IP地址、Mac地址；
所述水印生成模块根据用户信息和系统采集信息生成所述二维码水印图像。
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