基于MATLAB的音频数字水印嵌入系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现将图片信息作为数字水印嵌入音频信号的技术。通过对图片进行预处理和编码转换，采用频域变换方法将水印隐藏于音频特定频段，在保持音频质量的同时完成信息隐藏。

详 情 说 明

基于音频载体的数字水印嵌入系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB的数字水印系统，专门设计用于将图像信息隐蔽地嵌入到音频信号中。系统采用离散余弦变换（DCT）频域嵌入技术，结合心理声学模型，在保证音频听觉质量无明显变化的前提下，实现水印信息的可靠隐藏。该系统适用于版权保护、隐蔽通信等应用场景，支持水印强度灵活调节和抗干扰性能测试。

功能特性

• 图像预处理：支持PNG格式的二值/灰度图像压缩编码，优化水印数据量
• 智能频域嵌入：基于DCT变换和听觉掩蔽效应，自动选择最佳嵌入频段
• 强度可调：提供0.1-0.5的水印强度系数，平衡隐蔽性与鲁棒性
• 质量评估：实时输出SNR信噪比和PESQ感知质量评分
• 抗干扰测试：支持高斯噪声环境下的水印提取成功率分析
• 可视化分析：生成水印频域分布热力图和抗干扰性能曲线

使用方法

1. 准备输入文件：

- 放置原始音频文件（WAV格式，44.1kHz/16bit）于指定目录 - 准备水印图像（PNG格式，建议尺寸≤256×256像素）

1. 参数设置：

``matlab % 在main.m中修改以下参数： 水印强度系数 = 0.3; % 推荐范围0.1-0.5 频段选择阈值 = 0.02; % 控制嵌入频带宽度 同步头标识符 = 'A5F2'; % 自定义同步标识

1. 运行系统：

``matlab % 在MATLAB命令窗口执行： main

1. 获取输出：

- 含水印音频文件（output_watermarked.wav） - 质量评估报告（SNR/PESQ数值） - 水印分布热力图（frequency_map.png） - 抗干扰测试曲线（robustness_curve.png）

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必要工具箱：

- Signal Processing Toolbox - Image Processing Toolbox - Communications Toolbox（用于PESQ评估）

• 硬件建议：4GB以上内存，支持双声道音频处理

文件说明

主程序文件整合了完整的数字水印处理流程，包含音频信号读取与预处理、图像水印编码转换、基于心理声学模型的频域嵌入计算、水印强度自适应调节、嵌入质量指标评估以及抗干扰测试分析等核心功能模块，通过参数化设计实现水印嵌入过程的统一调度与结果输出。