用MATLAB写一段代码,要求能够给一段音频A中添加特定的音频水印信息,音频A与其他音频合成后,能够识别出合成音频中含有的特定水印信息的音频A,并能够对音频A进行回声消除
时间: 2024-02-06 08:12:44 浏览: 173
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下面是一个 MATLAB 代码示例,可以用于在一段音频文件中添加特定的音频水印信息,并识别出合成音频中包含的特定水印信息,并对音频进行回声消除。
```matlab
clear all;
clc;
% 加载音频文件
[y, Fs] = audioread('original_audio.wav');
% 加载水印音频文件
[watermark_audio, Fs_w] = audioread('watermark_audio.wav');
% 定义数字水印参数
B = 10; % 每个样本中的位数
N = 1000; % 每个样本的长度
M = 10000; % 水印总长度
L = length(y); % 音频文件长度
K = floor(L/(N*B)); % 样本数
% 将水印音频转换为数字水印信息
watermark_length = length(watermark_audio);
watermark_bits = zeros(1, watermark_length);
for i=1:watermark_length
watermark_bits(i) = bitget(round(watermark_audio(i)*2^15+2^15), 16);
end
% 将数字水印信息嵌入到音频文件中
for i=1:K
% 从音频文件中提取样本
start_index = (i-1)*N*B+1;
end_index = i*N*B;
sample = y(start_index:end_index);
% 编码数字水印信息
index = (i-1)*B+1;
sample_with_watermark = encode_watermark(sample, watermark_bits(index:index+B-1), B);
% 将带有水印信息的样本写回到音频文件中
y(start_index:end_index) = sample_with_watermark;
end
% 写回到音频文件中
audiowrite('watermarked_audio.wav', y, Fs);
% 合成音频文件
y_mix = y + randn(size(y))*0.1;
% 执行短时傅里叶变换(STFT)
win_len = 512;
hop_len = 256;
Y_mix = stft(y_mix, win_len, hop_len);
% 计算水印音频的 STFT
win_len_w = 256;
hop_len_w = 128;
Y_w = stft(watermark_audio, win_len_w, hop_len_w);
% 计算 STFT 的相关系数
corr = zeros(1, size(Y_mix,2)-size(Y_w,2));
for i=1:size(Y_mix,2)-size(Y_w,2)
corr(i) = sum(sum(Y_w .* Y_mix(:,i:i+size(Y_w,2)-1))) / norm(Y_w) / norm(Y_mix(:,i:i+size(Y_w,2)-1));
end
% 找到相关系数最大的位置
[~, max_idx] = max(corr);
% 提取水印信息
start_idx = (max_idx-1)*hop_len+1;
end_idx = start_idx+watermark_length-1;
extracted_watermark = y_mix(start_idx:end_idx);
% 显示提取的水印信息
extracted_watermark_bits = zeros(1, watermark_length);
for i=1:watermark_length
extracted_watermark_bits(i) = bitget(round(extracted_watermark(i)*2^15+2^15), 16);
end
disp(char(extracted_watermark_bits));
% 回声消除
y_echo = y_mix;
n = length(y_echo);
N = 1024;
Y = fft(y_echo, N);
H = fft(y_echo, N) ./ fft(y_echo, N);
for i=1:10
Y_echo = fft(y_echo, N);
Y_echo = Y_echo .* H;
y_echo = ifft(Y_echo);
y_echo = y_echo(1:n);
end
% 写回到音频文件中
audiowrite('echo_removed_audio.wav', y_echo, Fs);
% 绘制原音频、加上水印信息的音频、合成音频、回声消除后的音频的波形图和频谱图
figure;
subplot(4,2,1);
plot(y);
title('Original Audio');
xlabel('Sample Number');
ylabel('Amplitude');
subplot(4,2,2);
fft_y = fft(y);
fft_y = fft_y(1:length(y)/2+1);
plot(abs(fft_y));
title('Original Audio Spectrum');
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Amplitude');
subplot(4,2,3);
plot(y_mix);
title('Mixed Audio');
xlabel('Sample Number');
ylabel('Amplitude');
subplot(4,2,4);
fft_y_mix = fft(y_mix);
fft_y_mix = fft_y_mix(1:length(y_mix)/2+1);
plot(abs(fft_y_mix));
title('Mixed Audio
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