基于小波变换的MATLAB语音信息隐藏系统实现

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现了一个语音信息隐藏系统，通过对语音和水印信号进行三层离散小波分解，将水印低频分量嵌入语音高频分量，并实现水印的可靠提取。

详 情 说 明

基于小波变换的语音信息隐藏系统实现与抗攻击分析

项目介绍

本项目是一个完整的语音信息隐藏（数字水印）系统，通过离散小波变换（DWT）技术实现在语音信号中嵌入和提取隐藏信息。系统将水印信息嵌入到语音信号的高频分量中，在保证音质的同时，实现了对多种攻击的鲁棒性。通过严格的性能评估和可视化分析，为语音信息隐藏技术提供了实用的研究工具。

功能特性

• 多尺度小波分析：对语音和水印信号进行三层离散小波分解与重构
• 自适应嵌入策略：将水印低频分量智能嵌入语音高频分量，平衡隐蔽性和鲁棒性
• 完整水印流程：支持水印嵌入、提取、恢复全流程处理
• 抗攻击测试框架：集成三种典型攻击场景测试：

- 加性白噪声干扰 - 信号重采样处理 - MP3音频压缩攻击

• 综合性能评估：提供信噪比(SNR)、相关系数(NC)等多维度评估指标
• 处理过程可视化：实时显示小波系数分布、频谱变化等分析图表

使用方法

基本操作流程

1. 准备原始语音文件（WAV格式，单声道）和水印信息（二值图像或文本）
2. 运行系统主程序，选择嵌入或提取模式
3. 设置水印嵌入强度参数（默认提供优化配置）
4. 执行处理操作，系统自动生成含隐藏信息的语音文件
5. 如需抗攻击测试，选择相应攻击类型和强度参数

参数配置说明

• 语音输入：支持8kHz-44.1kHz采样率的WAV文件
• 水印格式：支持64×64像素二值图像或短文本二进制序列
• 攻击参数：

- 噪声强度：信噪比范围10-30dB - 重采样比例：0.5-2.0倍原始采样率 - MP3压缩：质量因子1-9级

输出结果

• 含隐藏信息的语音文件（WAV格式）
• 提取的水印信息可视化对比图
• 抗攻击测试报告（成功率、质量指标、性能曲线）
• 处理过程分析图表集

系统要求

软件环境

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 图像处理工具箱（Image Processing Toolbox，用于图像水印处理）

硬件建议

• 内存：4GB以上（处理长时间语音文件建议8GB）
• 存储空间：1GB可用空间（用于临时文件和结果存储）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，承担着用户交互界面控制、参数初始化配置、水印嵌入与提取算法调度、攻击模拟测试执行以及结果可视化展示等关键功能。具体实现了语音信号与水印数据的读入与预处理、小波分解层数自适应的多尺度变换、频域系数融合与替换的核心嵌入策略、抗攻击鲁棒性测试框架的自动运行，以及性能评估指标的计算与图形化输出。