MATLAB实现基于DWT-SVD的音频数字隐写水印系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现完整的音频数字水印技术，通过DWT-SVD变换将图像信息嵌入音频信号。系统包含水印预处理、载体选择、嵌入提取四大模块，支持无损隐藏和提取验证，适用于信息安全领域研究和应用。

详 情 说 明

# 基于DWT-SVD的音频隐写水印系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的音频数字水印系统，采用离散小波变换(DWT)与奇异值分解(SVD)相结合的技术方案。系统能够将二值图像信息作为水印，隐蔽地嵌入到载体音频信号中，并可在需要时无损地提取出隐藏图像。该系统在保证音频听觉质量的前提下，实现了信息的安全隐藏与可靠提取，适用于版权保护、内容认证等场景。

功能特性

• 水印预处理：对输入的二值图像进行尺寸标准化与序列化处理，确保水印信息适合嵌入。
• 音频载体分析：支持WAV格式音频，自动进行DWT多分辨率频域分析，选择适宜频带进行水印嵌入。
• 鲁棒嵌入算法：结合DWT与SVD变换，通过修改奇异值的方式将水印信息嵌入音频信号的特征分量中，水印强度可调。
• 无损提取验证：从含水印音频中精确提取水印图像，并提供峰值信噪比(PSNR)与归一化相关系数(NC)等量化指标评估系统性能。
• 可视化分析：生成原始音频与含水印音频的频谱对比图，直观展示嵌入操作对音频信号的影响。

使用方法

1. 准备输入文件

- 载体音频：WAV格式，采样率44.1kHz，时长5-30秒。 - 水印图像：PNG或BMP格式的二值图像，建议尺寸64×64至256×256像素。

1. 设置嵌入参数

- 水印强度系数：建议范围0.01-0.05，值越大鲁棒性越强但对音质影响可能增加。 - 小波分解层数：建议3-5层，影响水印嵌入的频带位置。

1. 运行系统

- 执行主程序，系统将依次完成水印嵌入、含水印音频生成、水印提取及性能分析。

1. 获取输出结果

- 含水印音频（WAV格式） - 提取出的水印图像（PNG格式） - 性能报告（PSNR、NC值） - 频谱对比可视化图表

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
• 内存建议：不低于4GB RAM

文件说明

主程序文件整合了系统的核心流程，其功能包括：读取载体音频与水印图像、执行水印嵌入参数配置、调用离散小波变换与奇异值分解算法完成水印信息的嵌入与提取、计算含水印音频的信噪比与提取图像的相似度等性能指标，并生成最终的含水印文件、提取图像及分析报告。