基于音频内容的混合域脆弱水印算法

提出一种用于内容认证的脆弱音频水印算法.与以往的脆弱音频水印算法相比,不采用二值图像作为脆弱水印,而是基于音频内容,利用奇异值分解生成脆弱水印.水印嵌入在离散小波变换和离散余弦变换构成的混合域.仿真实验表明,该算法具有很好的不可感知性,并且对有损压缩、添加噪声、重量化等操作具有很强的敏感性,同时能够对替换等恶意篡改做出报警并确定篡改位置.     

基于比值的小波域数字音频盲水印算法

针对一些水印算法存在的不足提出一种基于离散小波变换的适于版权保护的数字音频盲水印算法。算法对能量的概念作了新的定义,对其设计原理和过程作了理论分析和实验验证。算法实现时先分帧音频并对各帧作n级离散小波变换,然后计算n级小波系数近似分量前后两部分的能量比值,并放大;再将放大后的比值修改为奇数或者偶数以嵌入水印,最后按与嵌入时相同的比例缩小第n级小波系数近似分量的前半部分并作小波逆变换,得到水印音频。算法根据n级小波系数近似分量前后两部分能量放大后比值的奇偶性提取水印,实现水印的盲检测,提取水印不需原始音频。采用混沌加密水印信号,缩放因子也是密钥,算法安全性得到双重保护。仿真结果证明了算法的鲁棒性和不可感知性。     

基于循环码的LWT-DCT半脆弱音频水印算法

为增强音频水印的实用性,提出一种新的半脆弱音频水印算法。算法应用多次混沌加密,确保水印安全可靠;充分利用提升小波分解特性与DCT变换特性,选择系数并自适应量化嵌入水印,保证水印的稳定性;把数字音频水印技术看作信道抗干扰的通信过程,引入循环编码纠正由各种信号干扰引起的错误,进一步提升水印的鲁棒性。实验结果表明,该算法的水印安全性较高,对一般音频信号处理鲁棒性较强,对恶意篡改的定位与提示准确性较高。     

基于Arnold变换和块匹配的灰度水印嵌入算法

提出了一种Arno1d变换和DCT相结合的灰度水印嵌入算法.该算法以灰度图象作为水印,用Arnold变换对灰度图象进行预处理;对作为承载信息的原始图象做分块离散余弦变换.在此基础上,利用DCT系数之间的关系,以块匹配的方式嵌入到承载图象中.该算法实现的水印图象透明性好,并具有一定的鲁棒性.     

基于基音周期的语音内容认证算法

针对采用二值图像作为水印的数字水印算法所存在的安全缺陷,提出了一种基于语音特征生成半脆弱水印的内容认证算法。首先,将基音周期生成的半脆弱水印嵌入在每帧语音第1部分的离散小波变换(DWT)和离散余弦变换(DCT)构成的混合域;之后结合语音统计均值稳定特性及同步码技术,选取稳健的16位同步码作为同步标记,通过量化每帧语音第2部分的样本统计均值嵌入同步码。实验表明,该算法具有很好的不可感知性,对添加噪声、重量化等常规信号处理具有一定的鲁棒性,同时能够准确定位剪切、插入等恶意攻击的篡改位置。     

基于混合域的双功能音频水印算法

本文提出一种基于混合域的双功能水印算法,能同时实现对数字音频的版权保护与内容认证。该算法根据水印的大小将原数字音频分段,对每一段进行多级DWT变换,并选取低频分量嵌入鲁棒水印,高频分量嵌入脆弱水印,检测时两种水印独立盲提取。仿真实验表明,此算法中的鲁棒水印信号在常见的音频信号处理中具有强鲁棒性,可用于音频版权保护;而脆弱水印信号不仅对常见的信号处理操作敏感,而且能对篡改区域进行较准确的定位。     

基于近似分量能量的半脆弱音频水印算法

为提高半脆弱音频水印算法的安全性,本文提出一种基于近似分量能量的半脆弱音频水印算法。该算法将每个音频帧分为两段,分别用于提取音频帧特征和嵌入其它音频帧的水印信息。本文利用音频段近似分量能量以α为底的对数作为音频帧特征,基于密钥将音频帧特征加密后随机嵌入到其他音频帧另一段的混合域中,检测时根据音频帧及其相邻帧水印的不一致性判断音频帧的真实性。兼顾音频帧特征的鲁棒性和分布特性讨论α的取值,实验结果表明该算法能准确定位被篡改的音频帧且能有效抵抗拼贴攻击。     

基于邻域平均的鲁棒音频水印算法

针对音频作品的版权保护问题,从时域角度提出一种鲁棒水印算法。使用邻域平均的方法,算法选择两个合适的正整数,每次移动一个采样点,分别计算连续采样点的均值,所得两个均值序列构成两条均值线,这两条均值线在时域上会出现交叉。然后用量化索引调制(QIM)方法,把水印信息嵌入在均值线的交叉点上。实验表明:算法具有好的不可感知性,能够抵御加噪声、重采样、重量化、低通滤波、MP3压缩等常规信号处理操作,以及抵御轻微的时域伸缩修改操作,尤其对于去同步的抖动攻击、随机剪切攻击具有很强的鲁棒性。     

基于混沌映射和视觉模型的信息隐藏算法

隐蔽性和隐藏容量是信息隐藏系统的两个重要特性,同时信息隐藏系统还必须具有一定的安全性.本文充分考虑以上特性,利用混沌映射和人类视觉模型,提出一种大容量的离散余弦变换域信息隐藏算法.首先将载体图像分成互不重叠的8×8图像块,并对各图像块分别进行离散余弦变换,然后将密钥作为混沌系统初值映射生成混沌序列,以此序列确定嵌入秘密信息的图像块位置,并利用人类视觉模型计算的JND值进行图像块中可用DCT中频系数对的选取,最后通过调整中频系数相对幅值策略自适应地嵌入秘密信息.仿真结果表明该算法不仅具有大的隐藏容量,而且秘密信息具有非常好的视觉不可见性,同时对JPEG压缩、剪切、中值滤波和高斯噪声等常见的攻击具有较好的鲁棒性.     

小波变换在牵引供电系统谐波检测中的应用

采用一种基于小波包分解系数重构算法的谐波分析方法完成谐波有效值测量和信号畸变定位,实现牵引供电系统的各次谐波跟踪,对谐波的实时补偿提供理论依据。通过利用小波变换将某一信号分解到某一频带上,根据采样频率及其小波包分解尺度确定频带范围,实现该频带所包含的谐波含量分析,获得频带内所有整数次和非整数次谐波量值,克服谐波测量因频谱泄漏、栅栏效应造成的误差。仿真结果表明,基于小波包分解系数重构算法的谐波含量测量方法得出的结果具有较高的准确性,为谐波检测和滤波补偿提供了可靠的理论基础。     

基于小波系数提取及离散余弦包络分析的机车牵引齿轮故障诊断方法

机车走行部故障是危及列车运行安全的重要因素,其故障程度的实时监测与诊断是高速重载列车需要解决的关键问题之一.本文以机车走行部的牵引齿轮为例,在分析总结大量实际振动信号的基础上,探讨了运用小波分解和离散余弦变换相结合来提取机车牵引齿轮故障特征信息的方法,即首先采用小波基将牵引齿轮故障引起的振动信号变换到时间-尺度域,再对高频段的小波系数采用离散余弦变换进行包络分析;阐述了该方法在机车走行部在线故障诊断系统中的应用,不仅能满足在线状态监测与故障诊断的实时性和可靠性要求,而且具有很强的抗干扰能力.实际应用表明,该方法能可靠提取牵引齿轮的故障特征信息,系统能快速、准确地诊断出故障类型及程度,可有效用于机车走行部故障的在线监测与诊断.     

基于离散余弦变换的轴承故障诊断方法与应用研究

针对轴承故障难以快速诊断的问题,提出一种基于离散余弦变换的故障诊断方法。该方法利用离散余弦变换的能量聚集性和线性性质及旋转设备振动信号循环平稳性的特性,将分段振动信号进行离散余弦变换得到频域系数,从而构造自适应的滤波器,并通过模拟仿真信号和滚动轴承故障信号两个算例对该方法的有效性进行验证。结果表明,该方法具有良好的消噪效果,可很好地抑制信号中各频段的噪声分量,能迅速、准确地检测出故障特征,为故障诊断提供一种新的方向。     

基于优化TCQ的小波域图像编码

本文提出一种基于优化网格编码量化(TCQ)的小波图像编码方法。该方法首先利用小波子带间的相关性对小波系数进行改进四叉树遍历扫描,然后对扫描后的非零系数采用一种优化TCQ进行量化,最后将量化系数进行熵编码。由于优化TCQ方案利用不同子带小波系数的重要性进行不同精度的量化,因此所提出的小波图像编码方法比经典的零树编码取得更好的率失真性能,同时还具有编码复杂度适中的优点。实验验证了方案的有效性。     

软判决检测的鲁棒图像水印方案

数字水印技术是现代版权保护的手段之一,而数字水印系统的鲁棒性是其能够起到版权保护作用的必要条件,也是当前的研究热点。本文提出了一种Turbo编码的图像水印的软判决检测算法,在不改变原有的嵌入算法的前提下,只需在接收端采用软判决检测算法就能有效地提高水印系统的鲁棒性。在本文提出的方案中,首先把原始水印信息进行Turbo编码,在图像DFT变换域中,修改两个相同频点系数的大小关系来嵌入经过编码的水印信息。在检测水印时,采取软判决检测算法提取用于Turbo译码的软输入信息,可有效地提高系统的鲁棒性。实验结果表明,软判决检测的比特错误率普遍低于硬判决检测的比特错误率,在高斯噪声情况下,甚至能低0.169。     

基于contourlet模极大值的图像边缘检测

现存的基于空间域或小波变换域图像边缘检测算法只能有效检测出图像有限方向的边缘。本文提出在contourlet变换子带上搜索模极大值的图像边缘检测算法。通过适当地调节变换各尺度上的分解级数得到具有抛物线型尺度的基,另使其满足方向消失矩条件,则contourlet变换获得对图像中分片光滑边缘的最佳逼近。对原图像进行非下采样contourlet变换,然后对各子带进行阈值处理。由于contourlet变换子带不同于小波子带的全新特点,根据各方向子带代表的方向及其梯度方向,子带上各样本点与其梯度方向上相邻点比较模值即得变换系数模极大值。该算法不需经过复杂的连接模极大值点操作,亦可得到较高的边缘检测性能,较大地降低了计算复杂度。实验显示本文算法所提取的边缘更加逼近图像真实边缘,且具有较低的计算复杂度。     

基于基波跟踪的电力牵引谐波检测方法

针对电气化铁路牵引系统谐波补偿的实时性要求,提出基于基波跟踪技术的谐波检测新方法.其核心是采用小波变换的Mallat算法提取牵引负荷的基波分量,以1/2周期为采样更新速度,递推地进行基波预报,再无时滞地获取需检测的谐波分量,解决了谐波补偿检测环节中的时滞问题,对于牵引负荷操作中产生的检测误差仅存在1/2个周期,能够满足工程的需要.仿真结果表明,提出的谐波检测方法实现了无时滞谐波检测的预期目标,为谐波补偿的实时信号检测提供了1种有效方法.     

结合UKF和小波变换的改进粒子滤波及其在机车驾驶员人眼跟踪中的应用

非接触式的人眼跟踪研究对于机车驾驶员疲劳检测有着重要意义.为了解决机车驾驶员人眼跟踪方法对头部旋转、光照变化以及人眼运动的强非线性等问题的过于敏感,提出一种结合UKF(Unscented Kalman Filter)滤波和小波变换的改进粒子算法的机车驾驶员人眼跟踪方法.将UKF滤波算法得到的滤波状态均值和方差,用于粒子滤波算法中下次采样新的粒子;然后利用小波变换的去噪原理,降低粒子滤波重要性权值的方差,以提高实际驾驶条件下机车司机人眼跟踪的准确性和鲁棒性.理论分析和实验结果表明:该方法不仅可以提高对头部旋转、光照变化以及人眼运动的强非线性等问题的鲁棒性,而且具有更好的估计精度.     

基于多描述编码的自恢复脆弱水印算法

兼顾水印嵌入容量和篡改恢复质量,基于多描述编码提出一种自适应图像内容的可恢复脆弱水印算法。该算法在图像块自适应分类的基础上,将图像块的DCT系数分为两个独立且互补的变长描述编码,每个描述能独立地近似恢复图像块的内容,两个描述编码一起得到的恢复质量更高。水印嵌入时,两个描述编码基于密钥随机嵌在不同图像块中,以提高算法在不同攻击下的篡改检测性能。被篡改图像块,只要有一个描述有效即可恢复该篡改块,若两个描述同时有效,可进一步提高篡改块的恢复质量,有效缓解了同步攻击与数据浪费之间的矛盾。实验结果证明,该算法不仅有效降低了生成的恢复水印容量,同时提高了不同攻击下的篡改检测性能和篡改恢复质量。     

小波分析与Hilbert变换在25T型客车故障诊断中的应用

小波具有多分辨特性,可以对信号进行多尺度变换,从而更精细地分析信号。Hilbert变换可以提取信号的包络。使用小波分析与Hilbert变换结合的方法,对采集的25T型客车轮对擦伤和动不平衡数据进行分析,小波分析可以滤去其噪声,得到近似和细节数据,Hilbert变换可以提取小波分解信号的包络。对处理后的数据计算功率谱和能量分布。通过对轮对擦伤数据、动不平衡和正常数据进行处理,处理结果显示了此方法可以有效地进行25T型客车的故障诊断。     

基于离散Hartley变换的频移键控信号解调算法研究

对基于DHT(离散Hartley变换)的二进制频移键控(FSK)信号的数字化解调算法进行研究。实际接收到的FSK信号码元波形分为过渡区和稳定区,在解调时只使用码元稳定区中若干个载波周期内的采样值作Hartley变换运算,计算出对应于1码和0码载波频率的幅值信息,根据幅值的大小来判决,从而恢复数字信号。对高斯噪声背景下该解调算法的误码性能进行了分析。位同步也可以通过Hartley变换来实现。理论分析和TWC(车地通信)应用表明:该解调算法具有计算量小、抗干扰性能好等优点。