基于MATLAB的LSB与扩频调制音频数字水印系统

资 源 简 介

本项目通过MATLAB GUI实现了音频文件的数字水印嵌入与提取功能。支持LSB替换（高容量）和扩频调制（强鲁棒性）两种算法，可隐藏文本或图像水印并完整恢复。适用于信息隐藏与版权保护研究。

详 情 说 明

基于LSB与扩频调制的音频数字水印嵌入与提取系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的音频数字水印系统，支持在音频文件中隐藏和恢复文本或图像水印。系统采用两种经典的水印算法：最低有效位(LSB)替换法，适用于大容量水印嵌入；扩频调制技术，具备较强的抗攻击鲁棒性。通过直观的GUI界面，用户可以便捷地选择嵌入模式、配置参数，并实时查看嵌入效果和提取质量分析。

功能特性

• 双模式水印嵌入：支持LSB（高容量）和扩频调制（高鲁棒性）两种算法
• 多格式水印支持：可嵌入/提取文本内容（UTF-8编码）或二值图像（BMP格式）
• 完整音频格式兼容：处理16bit WAV格式，支持单声道/立体声，采样率8k-48kHz
• 可视化分析：提供时频域对比、嵌入位置标记、DCT系数热力图等分析工具
• 质量评估：自动计算信噪比(SNR)、归一化相关系数(NC)等客观指标
• 参数灵活配置：可调节嵌入强度、伪随机序列密钥、起始位置等关键参数

使用方法

1. 启动系统：运行主程序文件，图形界面将自动加载
2. 选择音频载体：点击"载入音频"按钮导入原始WAV文件
3. 选择水印数据：根据需求加载文本文件或二值图像作为水印
4. 配置参数：

- 选择嵌入算法（LSB或扩频调制） - 设置嵌入强度因子（0.1-0.5） - 输入伪随机序列种子密钥 - 指定水印嵌入起始位置

1. 执行嵌入：点击"嵌入水印"生成含水印音频，系统自动显示分析报告
2. 水印提取：载入含水印音频，使用相同密钥即可恢复隐藏信息
3. 结果导出：保存含水印音频、提取的水印数据及分析图表

系统要求

• 操作系统：Windows 7/10/11 或 Linux（需兼容MATLAB运行环境）
• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox, Image Processing Toolbox
• 内存建议：至少4GB RAM（处理立体声音频时推荐8GB）
• 磁盘空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括图形用户界面的构建与事件响应、音频文件的读写与预处理、两种水印算法的具体实现流程、水印数据的编码与解码转换、嵌入提取过程的可视化展示以及质量评估指标的计算与报告生成。该文件作为系统的总控单元，协调各功能模块有序工作，确保水印嵌入和提取任务的完整执行。