臺灣博碩士論文加值系統

以BCH編碼為基礎之倒頻譜聲音浮水印技術
摘要
人們常常會利用拷貝或網路線上傳輸等方式，來獲得我們想要的音樂，但是要如何在獲得資料的同時又能兼顧「保護作者的智慧財產權」，最可行的解決方案，就是「聲音浮水印」(audio watermarking)。
在本文中，我們提出倒頻譜分析（cepstrum analysis）應用在聲音浮水印上。聲音類比信號經過一系列的複數對數頻譜轉換後，嵌入二元黑白影像（binary image），達到版權宣告的目的。
一般的語音辨識系統（speech Recognition System），經過長久以來研究語音辨識專家們所做的結果，是找出音框（frame）的倒頻譜特徵參數。再以相異度法（heterology）來比較所求的特徵值的相異度，以達到辨識的目的。在此，我們提出倒頻譜分析應用在聲音浮水印與倒頻譜分析應用在語音辨識不同之處是，經過對數轉換後的係數必須以指數方式逆處理（inverse by exponentiation）。
研究顯示聲音訊號嵌入浮水印後，在一般的非同步攻擊（asynchronous attack）的處理之下，仍能保有攻擊不變量（attack-invariant）的特性，增加了浮水印的強韌性（robustness）。另外，為了抵抗以不改變波形，意圖移除浮水印的攻擊（remove watermark），我們加入了通訊理論的技術－線性區段編碼（BCH code）。實驗證明，加入線性區段編碼後，大大的提高浮水印的安全性（security）。

A BCH Code-Based Robust Audio Watermarking
in Cepstrum Domain
ABSTRACT
Within this article, we propose the cepstrum domain analysis with the application onto audio watermark. The audio analogy signal will be experienced with a series of conversions for both complex number and logarithm with binary image embedded to reach the purpose of copyright statement.
The typical audio recognizing system has been experienced with a long term research conducted by the professionals with the result to locate the cepstrum domain eigenparameter from audio frame. We further to adopt the Divergence Method to compare the divergence of eigenvalue to reach the purposeful recognizing. Hereby, we have proposed the difference for cepstrum domain analysis with the application onto audio watermark is exactly that the coefficient after the logarithm conversion must be reversely processed with index.
It suggests that after the audio signal is embedded with watermarks, under the typical asynchronous attack processing, it is still available to keep attack invariant feature to enhance the robustness of watermark. In addition, in order to fight against the attack with an attempt to adopt the non-deformation wave for removing the watermarks, we have added a new communication theory--BCH code.It is empirically proven that after adding BCH code, the security of watermarks has been well improved.
Keyword：digital audio watermarking , cepstrum domain, permutation, BCH code, error correcting code, asynchronous attack, robustness

目錄

第一章 緒論（Introduction）.. 1
1.1研究動機與目的（Research motive）...... 1
1.2簡介浮水印（Audio Watermarking）.... 1
1.3 WAV聲音檔結構（The Canonical Wav File Format）. 2
1.4時間域音訊浮水印（Time Domain）... 3
1.5頻率域音訊浮水印（Frequency Domain）. 4
1.6倒頻譜分析（Cepstrum Domain）. 4
1.7音訊浮水印評定標準（Standard of judgment） 5
第二章 文獻探討（Technical Literature）5
1.Speech Integrity verification by digital watermarking 5
2.Digita1 audio watermarking based on Linear Prediction 5
3.Studies of audio watermark using human masking effect 5
4.Key-based audio watermarking system using wavelet packet decomposition 5
5.A perceptual based digital watermark scheme for audio signals 6
6.Robust and high-quality time-domain audio watermarking subject to psychoacoustic masking 6
7.Blind cepstrum domain audio watermarking based on time energy features 6
第三章 倒頻譜分析技術與線性區段編碼（Cepstrum Domain and
Linear Block Code） 7
3.1 倒頻譜分析的簡介（Cepstrum Domain Representation）7
3.2 倒頻譜的實例說明（An Illustration of Cepstrum Domain） 8
3.3 通訊技術基本觀念（Basic Concept of Communication） 10
3.4 BCH code簡介（Representation of BCH Code）11
3.5 錯誤更正碼（Error Correcting code） 13
3.6 實例說明（an Illustration of BCH Code）14
第四章 聲音浮水印技術（The Proposed Audio Watermarking Scheme）
4.1 浮水印嵌入（Watermark Embedding）. 16
4.2 浮水印粹取（Watermark Extracting） 18

第五章 實驗測試與結果討論（Experimental result） 20
5.1 實驗環境介紹 （Experimental conditions） 20
5.2 不同浮水印技術之效能分析（Performance Analysis
Among Different Techniques） 22
5.3 不同類型樂曲測試結果 23
第六章 結論與展望（Conclusion and Future Work） 31
參考文獻 （Reference） 32

參考文獻
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