MATLAB实现的二维图像数字音频水印系统

资 源 简 介

本MATLAB项目开发了一个创新的数字水印系统，将二维图像信息通过自适应算法嵌入音频信号的时域或频域。系统支持不可感知水印嵌入，在保持音频质量的同时实现鲁棒的信息隐藏，适用于版权保护和数据安全应用。

详 情 说 明

基于时域/频域嵌入的二维图像数字音频水印系统

项目介绍

本项目是一个MATLAB实现的数字音频水印系统，能够将二维图像数据作为数字水印嵌入到音频信号中。系统采用先进的信号处理技术，在保证原始音频听觉质量的前提下，实现水印信息的隐蔽嵌入和可靠提取。通过时域和频域两种嵌入方式，结合人类听觉系统的心理声学特性，确保水印的不可感知性和鲁棒性。

功能特性

• 双域嵌入支持：支持时域和频域两种水印嵌入策略，用户可根据需求选择
• 自适应嵌入算法：基于离散小波变换(DWT)多分辨率分析和听觉掩蔽效应，自动调整嵌入强度
• 高质量水印保持：采用最小失真数据嵌入算法，确保含水印音频的听觉质量
• 完整水印恢复：能够从含水印音频中准确提取并恢复原始图像数据
• 全面质量评估：提供SNR、PESQ等专业音频质量评估指标
• 可视化分析：生成频谱对比图、时域波形对比图等直观的可视化结果

使用方法

水印嵌入流程

1. 准备原始音频文件(.wav格式，建议采样率44.1kHz/48kHz)
2. 准备水印图像(.png/.bmp格式的灰度图像，建议尺寸不超过256×256像素)
3. 设置嵌入参数（嵌入强度因子0.01-0.05，水印密钥）
4. 选择嵌入域（时域或频域）
5. 运行水印嵌入程序，生成含水印音频文件

水印提取流程

1. 输入含水印音频文件
2. 提供与嵌入时相同的水印密钥
3. 选择对应的提取模式（时域或频域）
4. 运行水印提取程序，恢复原始图像
5. 查看质量评估报告和可视化图表

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必要工具箱：

- Signal Processing Toolbox - Image Processing Toolbox - Wavelet Toolbox

• 硬件要求：至少4GB内存，支持浮点运算的处理器
• 操作系统：Windows 10/11，Linux或macOS

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制逻辑，包括参数配置界面、水印嵌入与提取的流程调度、音频与图像数据的预处理、基于小波变换的频域分析处理、时域采样点修改、听觉掩蔽阈值计算、嵌入强度自适应调控、水印信息的编码与解码、结果可视化生成以及质量指标评估等完整功能链路的集成与执行。