毕业设计（论文）流媒体数字版权管理(DRM)的研究.doc

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1、流媒体数字版权管理（DRM）的研究摘 要 近年来，网络技术、通信技术、多媒体技术的迅猛发展，对Internet产生了极大的影响和推动，而随着流媒体技术的日渐成熟，也使得诸如电子商务、远程教育、视频点播等新的服务和应用飞速发展。但同时，一个更加迫切的问题也凸现出来，那就是流媒体内容的版权问题，由于没有对流媒体内容进行保护，使得其被任意的盗用、传播，也侵害了创作者的合法权益。基于这种现状，一种全新的技术数字版权管理产生了，本文主要就是研究流媒体的数字版权管理，并把研究重点放在数字水印保护版权的问题上。文章首先对流媒体以及数字版权保护的研究现状、背景以及意义做了一系列的概述，其次通过数字版权管理中数

2、字水印的技术实现对流媒体的数字版权管理，本课题主要是应用小波水印的方法来完成对流媒体文件的数字版权管理。关键字 流媒体，数字版权管理，数字水印ABSTRACTIn recent years, network technology, communication technology and multimedia technology have rapid development ,which give a tremendous impact and promotion to the Internet. The maturity of streaming media technology also

3、 bolsters the development of some new services and applications in e-commerce, distance education, video -on-demand and so on. At the same time, a more challenging problem is becoming more apparent, which is about the copyright of streaming medias content. With no protection for streaming medias con

4、tent, it is embezzled and spread arbitrarily, which also infringes the legitimate rights of creators. Based on this current situation, a brand new technology DRM(Digital Rights Management) is invented. This paper is mainly about stream medias digital rights management which focuses on the watermark.

5、Firstly, this paper introduces the research status, background and significance of streaming media and DRM. Secondly,through DRM of digital watermarking technology to achieve the DRM of streaming media .This topic is mainly applied the method of wavelet watermark to complete the DRM of streaming med

6、ia.KeyWords: StreamingMedia , DRM(Digital Rights Management) , Digital Watermarking目录第一章绪论11.1 研究背景及意义11.2 数字版权管理的现状及发展前景11.3 课题研究现状21.4 本文的主要工作2第二章 流媒体技术32.1 流媒体技术的概念及特点32.1.1 流媒体技术的基本概念32.1.2 流媒体技术的特点32.1.3 流媒体安全问题分析32.2 流媒体压缩技术42.3流媒体传输协议4第三章数字版权管理技术53.1 数字版权管理的基本概念53.2 数字版权管理的体系结构53.3 数字版权管理工作流程

7、分析63.3.1 DRM加密系统63.3.2 授权管理系统73.3.3 密钥管理系统73.4 数字版权管理的关键技术83.4.1 加密技术83.4.2 数字签名技术103.4.3 数字身份认证技术113.4.4 数字水印技术12第四章数字水印技术134.1 数字水印提出的背景134.2 数字水印的定义134.3 数字水印的分类154.4 音频数字水印154.4.1 时间域音频数字水印164.4.2 变换域音频数字水印164.4.3 压缩域音频数字水印18第五章系统总体设计与实现195.1 系统开发环境195.1.1 硬件环境195.1.2 软件环境195.2 系统设计过程195.2.1 水印信

8、号的产生195.2.2音频读取与水印嵌入205.2.3 流媒体的测试215.2.4水印信息的攻击、检测和相关性检验215.3系统设计总结23第六章总结24参考文献25答 谢26附 录27第一章 绪论1.1 研究背景及意义最近几年，在视频音频技术市场有一个热之至极的酷词流媒体。在网络应用不断丰富的同时，流媒体技术的出现即改变了传统流媒体的传播方式，也改变了传统的视频播放方式。传统的网络传输音视频等多媒体信息的方式是完全下载后再播放，下载后常常要花数分钟甚至数小时。而采用流媒体技术，就可以实现流式传输，通过这种技术，用户就可以方便的在网络上进行音视频的观看和收听，但是，由于网络传播的方便性也侵害了

9、其原作者的合法权益，于是，随之而来的就是数字版权管理技术，在流媒体上面应用数字版权管理技术，也就解决了作者合法权益不被侵犯，同时对于流媒体技术的发展具有深远的意义。1.2 数字版权管理的现状及发展前景数字版权管理（DRM）作为一种内容保护的核心技术，是保护知识产权的一个利器。国内外已经开始制定数字版权管理技术的相关技术标准与规范，多个厂商推出了相应的数字版权管理应用系统，并已经成功应用于音乐下载和点播、互联网流媒体、IPTV、电子书等领域。总的来说，DRM技术的发展已基本成熟，微软、Real等公司的DRM产品已得到大规模应用，DRM被破解的案例还很少。DRM技术的主要发展方向有以下几点。（1）

10、 DRM标准化进程将加快。（2） 将出现适用于多业务融合环境的DRM系统。（3） DRM支持的运营模式将更灵活。（4） DRM使用的便利性将更好。可以预计，DRM技术在近年将随着数字产业的快速发展而得到广泛应用，其主要缺陷也将通过人们的努力得到很大的改善。1.3 课题研究现状本课题采用数字水印的方法实现对流媒体数字版权管理（DRM）的研究，在现有的技术研究领域，数字水印作为数字版权管理的一种，已经越来越多的应用于流媒体技术当中，而且，作为一种有效的保护作者知识产权的手段，数字版权管理将会广泛的应用在流媒体技术之上。1.4 本文的主要工作本文主要实现的就是流媒体的数字版权管理，流媒体有音频、视频

11、等一系列的表达方式，在本论文中，主要是针对流媒体中的音频进行数字版权管理，应用数字版权管理中数字水印的技术，对原音频的进行处理，在音频文件之中嵌入数字水印图案，并且可以在处理之后的音频文件中检测出嵌入的水印信息，最后再完成该音频文件的流媒体发布。第二章 流媒体技术2.1 流媒体技术的概念及特点2.1.1 流媒体技术的基本概念流媒体4是从英语StreamingMidea翻译过来的，它是一种使音频、视频和其他多媒体能够在Internet以及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。一般来说，流包含两种含义4，广义上的流是使音频、视频形成稳定和连续的传输流与回放流的一系列技术、方

12、法及协议的总称，我们习惯上称之为流媒体系统；而狭义上的流是相对于传统的下载-回放（Download-Playback）方式而言的一种媒体格式，能从Internet上获取音频和视频等连续多媒体流，客户可以边接收边播放，使时延大大减少。2.1.2 流媒体技术的特点与单纯的下载方式相比，这种对媒体文件边下载边播放的流式传输方式具有以下优点7：（1） 启用延时大幅度缩短（2） 对系统缓存容量的需求大大降低（3） 流式传输的实现有特定的实时传输协议2.1.3 流媒体安全问题分析流媒体技术作为网络上能提供给用户丰富视听内容的手段，已经成为人们生活中不可缺少的一种方式，但是网络上对流媒体内容进行肆意修改、传

13、播甚至伪装流媒体服务器的现象屡禁不止，因此，对流媒体的安全问题造成了很大的干扰，也会在一定程度上影响流媒体的发展，所以，现阶段迫切需要解决流媒体的安全问题。2.2 流媒体压缩技术流媒体系统中处理的主要是一些实时性要求比较高的媒体信息，如声音、视频、动画。这些媒体的数据量很大，总是要经过一定的压缩。多媒体信息需要进行压缩生成一定格式的文件后再进行存储，如我们熟知的*.mpg、*.avi、*.mp3等，这就是媒体压缩格式。而要将这些媒体在IP网上进行实时传输，需要将这些压缩文件进行必要的处理，分割成很多小块，以方便传输，这就是媒体流格式，如现在Internet上广泛流行的*.rm、*、rmvb、*

14、.asf等。2.3流媒体传输协议（1） 实时传输协议RTP（2） 实时传输控制协议RTCP（3） 实时流协议RTSP 第三章 数字版权管理技术3.1 数字版权管理的基本概念数字版权管理5（Digital Rights Management；简称：DRM）指的是出版者用来控制被保护对象的使用权的一些技术，这些技术保护的有数字化内容（例如：软件、音乐、电影）以及硬件，处理数字化产品的某个实例的使用限制。 本术语容易和版权保护混淆。版权保护指的应用在电子设备上的数字化媒体内容上的技术，DRM保护技术使用以后可以控制和限制这些数字化媒体内容的使用权。3.2 数字版权管理的体系结构数字版权管理系统及相关

15、技术由于涉及面非常广，各种技术及标准间关系复杂。为了便于理清数字版权管理系统各部分的关系，可运用层次化评价的方法。在层次化评价数字版权管理系统的方法中，我们把数字版权管理系统划分为三层结构5进行分析及评估，如图3-1所示。基础安全层传输/处理层商业运用/运营模式层图3-1 DRM系统的三层结构3.3 数字版权管理工作流程分析任何DRM系统都包括三个基本要素：加密的内容、授权和内容密钥。只有等客户终端得到了加密后的节目媒体、并有授权文件和相关的内容密钥才能对节目进行收看，三者缺一不可，DRM系统三要素的相互关系如图3-2所示。加密的内容授权内容密钥终端图3-2 DRM系统三要素3.3.1 DRM

16、加密系统DRM加密系统5，该系统是用于对节目内容进行加密的部分，与其内容源独立的实体。当原来的内容被制作成系统所支持的多媒体内容后，内容加密系统就用随机生成的密钥对该内容进行加密，加密的内容以媒体格式支持的系统传送到内容的服务体系，颁发给用户终端。加密密钥和相应的内容标识将发送到密钥管理系统管理，密钥管理系统主要管理该密钥。具体示意图如图3-3-1所示。节目源编码器密钥控制模块加密模块应用服务器密钥管理子系统图3-3-1 加密模块示意图3.3.2 授权管理系统授权管理系统5负责为DRM内容制定许可和约束，并生成版权对象。版权对象控制着DRM内容怎样使用DRM内容无法脱离版权对象而单独使用，只能

17、按照版权对象指定的方式使用。图3-3-2所示为授权模块示意图。运营支撑系统密钥管理子系统终 端DRM用户数据库版权对象数据库授权模块用 户图3-3-2 授权模块示意图3.3.3 密钥管理系统密钥管理系统5是数字版权管理是一种重要技术，主要负责管理内容的确定和相应的解密密钥，并为建立版权授权经营对象提供相应的查询服务。密钥管理系统保存有所有密钥，这些对整个数字版权管理系统的重要信息是至关重要的，所以密钥管理系统的安全性要做到绝对可靠。密钥管理系统主要管理内容密钥及终端密钥，内容密钥由加密系统随机生成，并传送到密钥管理系统中，由密钥管理系统进行分发及管理。图3-3-3所示为密钥管理模块示意图。加密

18、模块密钥控制模块密钥管理模块内容密钥库版权管理插件图3-3-3 密钥管理模块示意图3.4 数字版权管理的关键技术3.4.1 加密技术一说起数字版权管理技术，人们脑海里首先反映的必然是加密，因为只有通过加密才能让非授权用户无法获取、传播内容。与之对应的就是解密，授权用户只有得到正确的密钥与解密算法才能对加密后的内容进行解密。现代加密技术主要分为对称加密技术与非对称加密技术两种。对称加密就是加密和解密使用同一个密钥，通常称之为Session Key，这种加密技术目前被广泛采用，而非对称加密就是加密和解密使用的不是同一个密钥，通常有两个密钥，称为“公钥”和“私钥”，他们两个必须配对使用，否则不能打开

19、加密文件。（1） 对称加密技术对称加密技术采用了对称编码技术，它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥，即加密密钥也可以用作解密密钥，这种方法在密码学中叫做对称加密算法。图3-4-1（1）为对称加密解密流程图。明文密文密文明文对称密钥K3-4-1（1） 对称加密解密流程图（2）非对称加密技术与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（Public Key）和私有密钥（Private Key）。公开密钥和私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。正是因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，

20、所以这种算法称为非对称加密算法。图3-4-1（2）为非对称加密解密流程图。接收方公开密钥接收方私有密钥明文密文密文明文图3-4-1（2） 非对称加密解密流程图（3）加密技术标准DES算法；AES算法；AVS中的加密算法标准；RSA算法；DSS/DSA算法。（4）加密格式与方法直接加密方法选择性加密方法加密过程与编码过程相结合的加密方法3.4.2 数字签名技术数字签名是实现认证防篡改的重要工具，如在网络中的密钥分配、电子交易安全等方面有重要作用，它能提供身份认证、数据完整性、不可抵赖等安全服务。（1）防冒充（伪造）。其他人不能伪造对消息的签名，因为私有密钥只有签名者自己知道，所以其他人不可能构造

21、出正确的签名数据。（2）可鉴别身份。即由接收者使用发送者的公开密钥对签名报文进行解密运算，如结果为明文则签名有效，证明对方身份是真实的。（3）防篡改（防破坏信息的完整性）。签名数据和原有文件已形成了一个混合的整体数据，不可能篡改，从而保证了数据的完整性。（4）防抵赖。数字签名可以鉴别身份，不可能冒充伪造。数字签名分签名和认证两个部分。在签名时，由于信息量不同，可以有不同的处理方式。如果只是对一个简单的数据进行签名，签名者可以直接用私钥加密报文进行签名操作；如果需要输出的信息量较大，就需要用私钥对报文的数据摘要及进行签名操作。所谓数据摘要就是用散列函数对消息报文进行运算产生的散列值，也称为消息的

22、散列值。摘要消息在数字签名中的应用过程可以概述为：首先使用某种散列算法对要发送的数据进行处理，生成数据摘要信息，然后采用公钥密码算法，用私钥加密摘要信息，加密后的数据摘要信息就相当于客户的签名，类似于现实生活中的签名和印章。接收方可以对接收到的签名结果进行验证，以判断签名的有效性。由上述可知，一个签名体质一般包括如下两个部分：（1） 发送方的签名部分。对消息M签名，可以记作：S=Sig（X,M）签名算法使用的密钥是秘密的，X即是签名者的私钥。（2） 接收方的认证部分。对签名S的验证可以记作：Verify（P,M,S）=Ture，False认证算法使用的密钥是发送方（即签名者）的公钥P。数字签名

23、的主要技术有单向散列函数和RSA加密体系两个。3.4.3 数字身份认证技术身份认证是指计算机及网络系统确认操作者身份的过程。如何保证以数字身份进行操作的访问者就是这个数字身份的合法拥有者，即如何保证操作者的物理身份与数字身份相对应，是网络时代的一个重要的安全问题。关于个人身份鉴别的问题可以分为两类：认证（Verification）和识别（Identification）。认证指的是验证用户是否为他所声明的身份（Are you whom you claim？），识别指的是确定用户的身份（Who are you？）。身份鉴别主要基于持有物，如各种证件；所了解的信息，如口令或密码；生理或行为特征，如指

24、纹、手形、声音、签名等。身份认证技术可以分为软件认证和硬件认证。从认证需要验证的条件来看，身份认证技术还可以分为单因子认证和双因子认证。仅通过一个条件来验证一个人的身份的技术称为单因子认证。由于只使用一种条件判断用户的身份，单因子认证很容易被仿冒。双因子认证是通过组合两种不同条件来证明一个人的身份，安全性有了明显提高。从认证信息来看，身份认证技术还可以分为静态认证和动态认证。现在计算机及网络系统中常用的身份认证方式主要由用户名/密码方式，IC卡/智能卡方式、动态口令、生物特征等。3.4.4 数字水印技术可以给数字水印6作如下定义：数字水印是永久镶嵌在其他数据（宿主数据）中的具有可鉴别性的数字信

25、号或模式，并且不影响宿主数据的可用性。由于在本课题中主要应用的就是数字水印技术，因此关于数字水印的相关内容将在下一章给出详细的介绍。第四章 数字水印技术4.1 数字水印提出的背景随着计算机通信技术和互联网的飞速发展，数字多媒体传输是越来越方便。新兴起的电子印刷机、电子广告互联网、数字图书馆、网络视频、音频和电子商务等服务为商业、科研、娱乐运作模式迅速崛起带来了许多机会。不过，这也为低成本复制和传播未经授权的数字化产品的内容提供了相当大的便利，严重侵害了著作权人的利益，因此数码产品的原作者迫切需要解决知识产权保护问题。 数字水印就是把传统的习惯用的纸张文本水印引用到数字世界，数字水印描述的方法和

26、技巧允许隐藏信息，例如，把文本数字隐藏到图像、视频、音频等数字媒体中。这种嵌入需要巧妙地处理数字资料的内容。这种隐藏方法要使媒体的修改不易察觉。对图像而言，对像素值的修改应是不可见得，而且根据不同的应用，水印既可以是鲁棒的也可以是易碎的，这种被嵌入的水印可以是一段文字、标识、序列号等，它与原数据（如图像、音频、视频等）紧密结合并隐藏在其中。4.2 数字水印的定义关于数字水印的定义，在上一章已经给出来了，而除了这些基础的定义，还有一些其他的描述水印详细特性的重要术语。鲁棒性就是系统的健壮性。它是在异常和危险情况下系统生存的关键。比如说，计算机软件在输入错误、磁盘故障、网络过载或有意攻击情况下，能

27、否不死机、不崩溃，就是该软件的鲁棒性。所谓“鲁棒性”，是指控制系统在一定（结构，大小）的参数摄动下，维持某些性能的特性。根据对性能的不同定义，可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。以闭环系统的鲁棒性作为目标设计得到的固定控制器称为鲁棒控制器。一般情况下数字水印应具有如下特点：安全性；可证明性；不可感知性和健壮性。数字水印的加载和检测的一般模型如下。设I为需要保护的原始数据，W为水印信号，K为密钥，那么处理后的水印由函数F定义如下：如果水印所有者不希望水印被其他人知道，那么函数F应该是不可逆的，如经典的DES加密算法等。这是将水印技术与加密算法结合起来的一个通用方法，目的就是为了提高水印的可靠性、安全性

28、和通用性。如图4-2-1为数字水印的加载过程。用户密钥原始数据数字水印数字水印加载算法有水印的数据图4-2-1为数字水印的加载过程在水印嵌入过程中，设有编码函数E，原始数据I和水印，那么加入了水印的数据I可表示如下：水印检测（或者提取）是水印算法中最重要的步骤。若将这一过程定义为解码函数D，那么输出的结果可以是一个判定水印存在与否的0/1判决，也可以是包含各种信息的数据流，如文本、图像等。如果已知原始数据I和有版权疑问的数据，则有：或者是：其中为提取出的水印，K为密钥，函数C为相关检测，为判决阈值。这种形式的检测函数是创建有效水印框架的一种最简便的方法，如假设检验或水印相似性检验。如图4-2-

29、2为数字水印的检测过程。用户密钥有水印的数据数字水印（特定的ID）数字水印检测算法办决结果（有水印存在？）图4-2-2 数字水印的检测过程4.3 数字水印的分类加载数字水印的数字产品，可以使任何一种多媒体类型。根据载体类型的不同，可以把数字水印分为以下几种：图像数字水印、音频数字水印8、视频数字水印9、软件数字水印和文档数字水印。4.4 音频数字水印根据水印加载方式的不同，音频数字水印可以分为三类：时间域数字水印、变换域数字水印和压缩域数字水印。大多数时间域数字水印算法可以提供简单简捷有效的水印嵌入方案，且具有较大的信息嵌入量，但对语音信号处理的健壮性较低；变换域水印算法则具有较强的抵抗信号处

30、理和恶意攻击的能力，但其嵌入与提取过程相对复杂；压缩域算法是直接把水印信号加在压缩音频上的方法，它可以避免压缩算法编解码的复杂过程。4.4.1 时间域音频数字水印几种常见的时间域数字水印嵌入算有：（1） 最低有效位方法（LSB）这是一种最简单的时间域水印算法，该方法是利用原始数据的最低几位来嵌入水印，嵌入的位数，以人的听觉无法察觉为原则。（2） 回声隐藏法回声隐藏法的原理是在离散信号f(t)中引入回声f(t-t),通过修改信号和回声之间的延迟t来编码水印信息。水印提取时，计算每一个信号片段中信号倒谱的自相关函数，在延时t上会出现峰值。（3） 通过改变信号幅值的隐藏算法Wen-Nung Lie1

31、0等利用频域掩蔽模型，通过扩大或缩小三个相邻数据块的采样点幅值，保持它们的相对能量关系以嵌入水印，提取时不需要原始信号，同步问题通过在水印信号中加入同步码字2来实现。4.4.2 变换域音频数字水印常见的在变换域中的数字水印算法由傅氏变换域算法、离散余弦变换域算法和小波变换域算法。（1） 傅氏变换域算法相对编码11是利用人类听觉系统对声音的绝对相位不敏感，但对相对相位敏感的特性进行数字水印嵌入的。在相位编码中，载体信号首先分成若干个短序列，然后进行DFT变换，修改所有信号片段的绝对相位，同时保持它们的相对相位差不变，然后通过IDFT得到已嵌入水印的信号；在提取水印之前，必须采用同步技术，找到信号

32、的分段。已知序列长度，接收者就能计算DFT，并能检测出相位。该算法对载体信号的再取样有健壮性，但对大多数音频压缩算法敏感。由于仅在第一个信号片段进行编码，数据传输率很低。（2） 离散余弦变换域算法借助扩频通信的思想，可以将水印信号分散在尽可能多的频段内。扩频水印技术可以抵抗有损压缩和其他一些具有信号失真的数据处理。但是在水印嵌入的过程中会产生加性噪声，因此在水印嵌入时，需要同时使用音频掩蔽技术，使得水印的嵌入对声音信号的听觉影响降到最低。另外，扩频水印的提取算法较复杂，而且算法对于信号的同步要求较高，对于音频载体中幅度的变化健壮性较差。（3） 小波变换域算法这里介绍一种基于小波变换的音频数字水

33、印算法。水印嵌入算法：数字水印为一个随机信号，它可以通过作者的身份、作品产生时间等信息产生一个伪随机序列（x,x,x）选择适当的小波基对原始语音信号进行L级分解，在第L级地小波细节分量d中嵌入水印设水印的长度为N，选择d中绝对值最大的前N个值，水印嵌入算法采用公式：=进行小波反变换恢复嵌入的语音信号水印检测算法：在水印检测端（作品所有者或第三方认证机构），原始的语音信号以及水印信号需要保留已被检测时使用。对待检测语音信号进行同样的小波变换对L级分解的细节分量，利用原始语音信号找到了N个随机数的位置，求出计算序列与x的相关值，从相关函数中就可以判断是否有正确的水印信号存在该算法12的特点是，水印

34、信号放在了语音信号能量最大的部分，如果这一部分信号受到较大的破坏，则严重影响语音的质量。算法中把水印信号与语音信号的能量最大部分结合在一起，一方面语音信号遮盖了水印的影响，使其不易被发觉；另一方面即使受到一定的破坏，只要语音信号有一定的可懂度，水印信号就可以检测出来。4.4.3 压缩域音频数字水印音频水印应用最多的是在原始音频上进行嵌入，但是目前越来越多的音频信号是以压缩形式存在的，因此研究压缩域的音频水印尤为重要。音频水印按照水印嵌入的位置可以分为三类：第一种是在原始音频信号中嵌入；第二种是音频编码器中嵌入；第三种是在压缩后的音频数据流中直接嵌入。第五章 系统总体设计与实现5.1 系统开发环

35、境5.1.1 硬件环境（1）Web服务器；（2）数据库服务器；（3）计算机5.1.2 软件环境（1）操作系统：Windows Server 2003；（2）音、视频播放器：Windows Media Player（3）网页开发工具：Dreamweaver 8.0系列；（4）系统编程软件：Matlab7.05.2 系统设计过程5.2.1 水印信号的产生本课题是用变换域音频数字水印之中的小波变换域的算法来实现水印的嵌入，利用低频域水印算法将一个随机产生的高斯序列作为水印信号嵌入到音频文件中，低频域水印主要考虑近似子带系数能量大，经过一般信号处理后仍能继续保留的特点，在媒体文件中嵌入一定强度的水印，

36、达到不影响原信号视觉、听觉的效果。利用低频域水印算法来产生随机序列的代码如下：randn(seed,10);mark=randn(1,lx);ss=mark;rr=ss*0.1产生的水印信号如下图5-2-1所示：图5-2-1 原水印的图5.2.2音频读取与水印嵌入在完成了上面的步骤之后就可以将水印图像嵌入到音频信号之中了，在此嵌入代码将在附录之中给出，下面给出原始音频信号和嵌入水印之后的效果图。图5-2-2（1） 原信号的图图5-2-2（2） 加入了水印的声音信号5.2.3 流媒体的测试在将水印嵌入到音频文件之后制作一个简单的网页，把做好的音频文件放到所做的网页中，然后就可以对流媒体进行测试，

37、测试的网页截图如图5-2-3所示。图5-2-3 流媒体测试5.2.4水印信息的攻击、检测和相关性检验（1）水印信息的攻击与检测对已经加入水印的音频信号进行攻击，本系统是在已加入水印的音频信号中加入白噪声对音频进行攻击，加入白噪声后提取的水印的图如图5-2-4（1）所示：图5-2-4（1） 加入白噪声后提取水印的图（2）水印信息的相关性即归一化系数的计算将原始的水印信息与经过攻击后的水印进行相关性检验，在本系统中是将两个水印信息做差，从实验结果可以看出，两者之间的差值非常小，可以认为就是以前嵌入的水印。水印之差的结果如图5-2-4（2）所示：图5-2-4（2） 水印之差计算所得归一化系数为NC=

38、0.99995.3系统设计总结使用小波域水印算法，主要是引用了小波分解后产生的近似子带和细节子带系数的不同，确定水印嵌入的不同位置，主要分为低频域水印和高频与算法，本课题采用低频水印算法，可以实现音频文件水印的嵌入，而且也较好的完成了系统所设计的一系列功能，最后的流媒体测试也成功的对音频文件进行了发布，也就是说，本课题提出的设计思想是可行的。第六章 总结本课题在是在大量阅读和研究流媒体技术与数字版权管理技术的基础上，通过自己理解和所学知识的结合，提出了应用Matlab软件实现对流媒体中的音频文件进行水印嵌入的思想。在系统的总体设计和开发过程中，按照预先设计的流程，对所需要实现的各个模块的功能，

39、进行详细的设计与配置，并且在设计结束之后进行测试，以便完成各模块的功能。实验数据表明，采用本系统的设计方案是可行的，而且基本实现了系统预期的目标和需求，例如水印的嵌入、流媒体的测试等。参考文献1Carver.S,B.-L.Yeo,and M.Yeung.“Technical Trials and Legal Tribulations”,Co,unications of the ACM ,1998,41(7):44-54.2Wen-Nung Lie,Li-Chun Chang.“Robust and high-quality time-domain audio water-marking sub

40、ject to psychoacoustic masking”,Circuits and Systems,2001.ISCAS2001.The 2001 TEEE International Symposium on,2001(2):45-48.3钮心析，杨义先.基于小波变换的数字水印隐藏与检测算法，计算机学报，2002.23（1）：21-27.4齐俊杰，胡洁，麻信洛.流媒体技术入门如提高，北京：国防工业出版社，2009年第2版，第111页.5冯明，唐宏，陈戈.数字版权管理技术原理与应用，北京：人民邮电出版社，2009年8月，第641页.6王炳锡，陈琦，邓峰森.数字水印技术，西安：西安电子科技

41、大学出版社，2003年11月，第106134页.7唐天虹，冯宝坤，胡晓鹏.实战流媒体，北京：科学出版社，2003年9月，第112页.8 钮心析.信息隐藏与数字水印，北京：北京邮电大学出版社，2004年6月，第149155页.9胡昌利.数字视频水印，北京邮电大学硕士学位论文，2003.10沈小峰.基于MP3的音频数字水印研究，2007.11张慧华.基于超混沌序列加密的数字音频水印算法，2009.12鲁晓斌，丁文霞，刘立勇等.音频数字水印算法研究，2007.答 谢最后，我要由衷的感谢我的论文指导老师李娟老师和刘勇老师，虽然老师的工作很繁忙，但是他们还是会尽可能抽出大量的时间来指导我的论文，这对我的

42、帮助是非常大的，从论文的选题到论文的最终定稿，每一步都有老师的关心在里面，每一步都充满了老师无穷的智慧，借此机会，我向他们做衷心的感谢，谢谢您李老师、刘老师。感谢在我大学四年里面给予我关心的所有老师以及和我同甘共苦的同学们，祝你们在以后的生活工作之中事事顺心。附 录论文中使用到的主要程序1、音频信号的读取与水印的产生clear;kk.wave = wavread(yuanshiyinpin.wav); %读入原始音频文件y=kk.wave;c,l=wavedec(y,3,db4); %三级小波分解ca3=appcoef(c,l,db4,3);cd3=detcoef(c,l,3);cd2=det

43、coef(c,l,2);cd1=detcoef(c,l,1);x=ca3; %提取低频系数len=length(y);x1=x;s=max(abs(x)*0.2;i=find(abs(x)s);lx=length(x(i); %找出大于最大值0.2倍的序列figure;subplot(2,2,1);plot(ca3); %画出低频系数图title(低频系数图形);subplot(2,2,2);plot(cd3);title(cd3);subplot(2,2,3);plot(cd2);axis(0 10e4 -0.5 0.5);title(cd2);subplot(2,2,4);plot(cd1

44、);title(cd1);randn(seed,10); %产生随机高斯序列mark=randn(1,lx);ss=mark;rr=ss*0.1; %设置水印嵌入强度x(i)=x(i).*(1+2*rr); %嵌入水印c1=x,cd3,cd2,cd1;s1=waverec(c1,l,db4);wavwrite(s1,44100,zaishuiyinyinpin)file1=yinpinchuli.wav;dd=length(s1); %调整s1的长度,使之可以分成两列s11=s1; %s1的值不能改变,因为后面还需要用到if rem(dd,2)=1 %如果s1是奇数,则去掉最后一个数,将新数组

45、定义为s11 s11=s1(1:dd-1); endee=reshape(s11,2); %将s1调整成2列的数组wavwrite(ee,file1); 2、绘制出原始声音信号与含有水印的音频信号FILE=yuanshiyinpin.wav;y,Fs,bits=wavread(FILE);figure(1);subplot(3,1,1);plot(y);title(原信号的图) subplot(3,1,2);plot(rr);title(水印图);subplot(3,1,3);plot(s1); %画出嵌入了水印的信号图axis(0 1200000 -1 1);title(加入了水印的声音信号)