摘  要： 提出了一種基于云模型的唱片水印。首先,，唱片中每首音樂都通過小波傳輸?shù)玫揭粋€小波系數(shù),，以其組合成的巨量的云晶作為零水印,；然后利用逆向云生成器計算出云晶的3個特征參數(shù)Ex,、En和He，利用特征變化率,，就可以保護(hù)水印并評估原始水印與萃取水印相似度,。實驗結(jié)果表明，該算法能同時有效地保護(hù)整張唱片中的所有曲目,，還能有效抵抗低濾波,、重新采樣、壓縮以及剪輯等攻擊,。
關(guān)鍵詞： 云模型,；版權(quán)保護(hù)；數(shù)字水印

　在一張唱片中,，所有音樂都享有同樣的版權(quán),，如果使用傳統(tǒng)的水印技術(shù)[1]，每個單曲都需要加上相同的完整水印,，沒有考慮整張唱片的相互關(guān)聯(lián),，而唱片水印只需要整體加一次水印，即單曲不包含完整的水印,，只有從整張唱片上才能萃取到完整水印,。
本文所提出的算法利用唱片水印技術(shù)，根據(jù)DWT和0-水印方案,，得到唱片的一個完整的0-水印云模型,，然后利用逆向云生成器計算云模型的3個特征值Ex、En和He,。由于云模型的模糊性和隨機(jī)性,，受到攻擊后,，一部分云晶被改變，這對云模型的整體特征幾乎沒有影響,。因此,，可以利用特征改變比例來保護(hù)水印。
在參考文獻(xiàn)[2-3]中利用主觀經(jīng)驗設(shè)置參數(shù)并以此保護(hù)云晶,，本文利用單曲自身特征保護(hù)水印云晶,，將唱片和云模型緊密結(jié)合在一起，在技術(shù)上取得了較大的進(jìn)步,。理論和實驗都證明了該算法的先進(jìn)性[4],。
1 相關(guān)知識
1.1 云模型
　云模型[5]是定量和定性間不確定轉(zhuǎn)換的模型，有3個特征值,，包括期望值Ex,、墑En和超墑He，它們很好地表達(dá)了模糊性和隨機(jī)性,，反映了數(shù)量特征,。Ex是云的重心位置，表示質(zhì)量概念,；En是概念覆蓋方法,，即特定的模糊法；He是云晶的分布函數(shù),，即En的墑,。
云由若干云晶組成，整體有形,，但細(xì)節(jié)是模糊的,。任一個云晶都是定性的，當(dāng)En/He很小或者He遠(yuǎn)大于En時,，云的整體形狀就是霧,。
1.2 逆向云生成器
　給定足夠數(shù)量的云晶，逆向云生成器即可計算其特征值Ex,、En和He,，方法如圖1所示。
逆向云生成器算法是一個靜態(tài)方法,，計算的估值帶有誤差,，但隨著云晶數(shù)量增大，誤差會逐步減少,。
2 水印組成
　根據(jù)“db2”,，唱片中的單曲分別分成5級DWT，得到CA5l(i)和CD5l(i),，其中CA5l(i)是第l單曲的低頻波系數(shù),，CD5l(i)是高頻波系數(shù),。
　將唱片中部分單曲的5級波系統(tǒng)構(gòu)成一個一維向量，如圖2所示,。

4.2 攻擊方式
　為測試算法的有效性,，依次對唱片中的單曲實施以下攻擊：
　(1)低通過濾：6級Butterworth濾波，截止頻率為22.05 kHz,。
　(2)重采樣：采樣上下限分別為22.05 kHz和44.1 kHz,。
　(3)重編碼：抽樣信號從16 bit分別轉(zhuǎn)換為8 bit或32 bit，再重新轉(zhuǎn)換為16 bit,。
　(4)加噪聲：加入信噪比26 dB的白噪聲,。
　(5)MP3壓縮：通過MPEG-1 Layer-3方式編解碼，將單曲壓縮為MP3格式,，壓縮率為128 kb/s。
　(6)剪切：將數(shù)字錄音剪切前20%(或中部或后部),。
4.3 結(jié)果分析
　表1給出了云模型的Ex和En值以及相應(yīng)的變化率,。通過對表1定量分析可以看出，受攻擊后,，Ex的變化率遠(yuǎn)小于閾值30%,，En的變化率小于70%，因此錄音水印是牢固的,。

　本算法利用了唱片水印技術(shù),，將原始唱片的小波系數(shù)按照DWT和0-水印方式映射到云晶，得到新的水印,。利用逆向云生成器計算云模型的3個特征值,，由于云的模糊性和隨機(jī)性，受到攻擊后部分云晶的改變對整體云模型影響甚微,，因此,，可利用特征值變化率保護(hù)水印。實驗表明,，該方法優(yōu)于傳統(tǒng)0-水印算法,，既同時保護(hù)了唱片中所有單曲，又將小波系數(shù)映射到云晶作為水印,，使唱片與云模型深入結(jié)合,，比傳統(tǒng)0-水印更有效。
參考文獻(xiàn)
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