基于MATLAB的扩频调制音频数字水印系统

资 源 简 介

本项目实现音频数字水印的嵌入与提取功能，支持文本/图像信息通过扩频调制隐蔽嵌入音频。系统包含水印性能测试模块，可计算信噪比和误码率，具备高鲁棒性和隐蔽性特点。

详 情 说 明

基于扩频调制的音频数字水印嵌入与提取系统

项目介绍

本项目是一款基于扩频调制技术（DSSS） 和离散小波变换（DWT） 的音频数字水印系统。系统能够将文本或图像形式的水印信息，以高隐蔽性和强鲁棒性的方式嵌入到原始音频信号中，并支持从含水印音频中准确无误地提取出水印信息。通过结合伪随机序列同步、多分辨率分析等先进技术，该系统在保证音频质量的同时，有效提升了水印抵抗常见信号处理攻击（如压缩、加噪）的能力，并提供完整的性能评估与可视化分析。

功能特性

• 隐蔽嵌入：将文本（ASCII编码）或小型二值图像（最大64×64像素）水印嵌入到音频中，对原始听觉体验影响极小。
• 扩频调制增强：采用直接序列扩频技术，将水印能量扩散到宽频带，显著提升水印的鲁棒性和隐蔽性。
• 准确提取：利用同步技术和密钥，能够从可能受损的含水印音频中高精度地恢复出水印信息。
• 性能评估：内置测试模块，可计算水印嵌入前后的信噪比（SNR）和误码率（BER）等关键性能指标。
• 多格式支持：支持常见采样率（44.1kHz/48kHz）的单声道或立体声WAV格式音频作为载体。
• 直观可视化：提供原始音频与含水印音频的时域波形和频域频谱的对比图，便于直观分析。

使用方法

1. 水印嵌入

- 准备载体音频文件（WAV格式）和水印数据（文本文件或二值图像）。 - 运行系统，选择嵌入功能。 - 设置水印强度系数（建议0.01-0.1）和用于生成伪随机序列的密钥种子值（整数）。 - 系统将生成含水印的音频文件，并输出嵌入过程的性能报告。

1. 水印提取

- 加载待检测的含水印音频文件（WAV格式）。 - 输入与嵌入时相同的密钥种子值。 - 系统将提取出水印信息（文本或图像）并显示，同时给出提取误码率等分析结果。

1. 性能测试与可视化

- 系统会自动计算并展示嵌入后音频的信噪比以及水印提取的误码率。 - 生成并显示原始音频与含水印音频的时频域对比图。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b 或更高版本
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox, Image Processing Toolbox (用于图像水印处理)
• 硬件：无特殊要求，推荐拥有足够内存以处理较长的音频文件。

文件说明

主程序文件整合了系统的所有核心功能。它负责协调整个水印处理流程，包括：读取用户输入的音频与水印数据、根据参数进行水印的嵌入与提取操作、执行基于离散小波变换和扩频调制的信号处理算法、计算并输出系统的性能指标（如信噪比和误码率）、以及生成音频信号的时频域对比可视化图表。用户通过与此文件交互即可完成水印系统的全部操作。