MATLAB音频数字水印嵌入与鲁棒性分析系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，实现了完整的音频数字水印处理流程，包括水印生成、嵌入、攻击模拟、提取与验证。系统支持LSB、DCT等多种嵌入算法，可模拟加噪、重采样等常见攻击，便于评估水印鲁棒性，适合信号处理与信息安全研究。

详 情 说 明

基于MATLAB的音频数字水印嵌入与鲁棒性分析系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的音频数字水印处理系统，实现了从水印生成到鲁棒性分析的完整工作流程。系统支持多种主流的水印嵌入与提取技术，并能够模拟常见的音频信号攻击，旨在为音频数字水印算法的性能评估提供一个一体化、可量化的实验平台。通过本系统，用户可以方便地测试不同算法在不同攻击条件下的水印生存能力。

功能特性

• 多格式水印支持：水印信息可来源于文本字符串或二值图像（最大64×64像素），增强了系统的灵活性。
• 多算法嵌入与提取：集成了时域和频域两种经典水印技术，包括最小有效位（LSB）替换技术和基于离散余弦变换（DCT）的频域嵌入技术。
• 综合攻击模拟：可对含水印音频施加多种攻击以测试鲁棒性，包括加性高斯白噪（可调信噪比SNR）、重采样（改变采样率）以及MP3压缩（可调压缩等级）。
• 可视化与量化评估：系统提供提取水印与原始水印的直观对比图，并计算峰值信噪比（PSNR）、归一化相关系数（NC）和误码率（BER）等关键性能指标，全面评估嵌入效果与鲁棒性。
• 标准化输入输出：输入音频要求为WAV格式（44.1kHz采样率，16位量化），所有输出音频均为WAV格式，确保流程的规范性。

使用方法

1. 准备输入：

* 将原始音频文件（.wav格式）放置于指定目录。 * 准备好作为水印的文本或二值图像文件。

1. 运行系统：

* 启动MATLAB，将当前工作目录设置为项目根目录。 * 在命令窗口中运行 main.m 主脚本。

1. 交互配置：

* 根据提示，选择原始音频文件和水印信息文件。 * 选择要使用的水印嵌入算法（LSB或DCT）。 * 设置水印嵌入的关键参数（如LSB的嵌入位数或DCT的系数选择范围）。 * 选择需要模拟的音频攻击类型并设置相应参数（如噪声强度、重采样率等）。

1. 获取结果：

* 程序运行后，将在命令行窗口显示性能评估报告（PSNR, NC, BER）。 * 图形窗口将显示原始水印与提取水印的对比图。 * 嵌入水印后的音频文件、攻击后的音频文件及参数记录将保存至输出文件夹。

系统要求

• 操作系统： Windows / macOS / Linux
• 软件环境： MATLAB R2016a 或更高版本
• 必要工具箱： Signal Processing Toolbox, Image Processing Toolbox (用于图像水印处理)

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心功能，是整个项目的控制中心。其主要作用包括：引导用户完成交互式参数配置，协调调用水印生成、嵌入、攻击模拟、提取与检测等各功能模块，控制整个处理流程的顺序执行，并最终整合所有结果生成可视化图表和量化性能报告。