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。     

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。     

定位像素篡改的安全脆弱水印算法

脆弱水印用于鉴定数字媒体的真实性和完整性,篡改检测性能和安全性是脆弱水印算法的两个重要指标。本文提出一种基于密钥生成和嵌入像素水印信息的安全脆弱水印算法,在不增加水印嵌入容量的前提下,采用邻域像素比较的篡改检测方法有效提高算法的篡改检测性能。本文首先利用混沌迭代生成水印信息,然后将生成的水印信息置乱加密后嵌入在原始图像的最低位。认证时,通过比较像素邻域中不一致像素数目与设定阈值的关系判定像素的有效性,并推导给出阈值的动态选取方法和篡改比例与虚、漏警概率关系。理论分析和实验结果表明该算法不仅能抵抗拼贴攻击(Collage Attack),而且提高精确定位水印算法的篡改检测性能。     

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。     

一种基于音频内容的NDCT域脆弱音频水印算法

针对音频信号内容完整性鉴定的需要,提出基于音频内容的非均匀离散余弦变换的脆弱音频水印算法。算法中水印通过量化音频三级小波近似分量的平均值而产生,并对三级小波近似系数做非均匀离散余弦变换NDCT,将生成的水印通过量化的方法嵌入到NDCT域第2个系数(即首个交流系数)上。非均匀离散余弦变换的频率采样点由密钥控制的混沌产生,提高了水印系统的安全。仿真实验表明:提出的算法对MP3有损压缩、滤波、重采样、量化等信号处理操作十分敏感,对恶意的替换操作等非同步攻击能够报警并能做出篡改定位。     

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DCT的轨道移频信号压缩与重构方法

针对基于DCT变换对以轨道电路为传输媒介的轨道移频信号（FSK信号）进行采样压缩与重构的方法进行研究。根据移频信号频带特点保留对应频带数据，对频域系数进行压缩采样，采用DCT算法压缩信号，解码端应用重采样与DCT反变换还原信号，应用ZFFT算法对重构的轨道移频信号进行频率检测。MATLAB仿真实验结果表明：该方法压缩效率高，更节省压缩计算与存储空间，频谱分辨率高，重构误差小。     

24脉波整流器中故障信号的重构

24脉波整流器在出现故障时,产生的故障信号数据量大,稀疏度低,无法准确做到故障预警。为此提出一种基于压缩感知理论(CS)的故障信号恢复重构的方法。首先,在MATLAB中搭建24脉波整流器模型,仿真出故障信号;其次,利用冗余字典对原始故障信号进行稀疏表示,并提出一种基于Dice系数相似性匹配准则的分段正交匹配追踪(Dice-StOMP)算法,该重构算法用Dice系数相似性匹配准则来替代内积度量匹配性准则,从而实现对支撑集的优化并恢复出原始信号;最后,在MATLAB中验证模型的有效性与算法的优越性。仿真结果表明,搭建的模型可以正确仿真出故障信号,而且新提出的算法相对于其他恢复算法,具有更高的重构精度与更短的重构时间。     

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MCKD的振动信号压缩感知方法

齿轮箱在状态监测和故障诊断过程中,依据传统的奈奎斯特采样定律采集到的振动信号数据量过大,且传输速度过慢。针对这些问题提出了基于最大相关峭度解卷积(MCKD)的振动信号压缩感知(CS)方法。首先对原始信号进行MCKD降噪处理,获得比原始信号更为稀疏的信号;然后利用高斯随机矩阵作为信号压缩测量中的感知矩阵,通过离散余弦变换(DCT)生成完备字典;最后结合L_1范数重构算法对原始信号进行重构。实验结果表明,在相同压缩率下,与传统的压缩感知方法相比,本文所提的方法能有效地提高重构信号的相似度。     

基于谱相减改进算法的语音增强研究

根据传统的谱相减增强型算法 ,提出了抑制噪声的谱减改进算法 ,暨根据带噪语音帧频谱功率与噪声帧频谱功率比值 ,动态调整α、β谱减系数 ,使之谱减效果在较大提高信噪比的同时 ,又能将残留的音乐噪声和语音失真保持在人耳听觉的容忍范围之内 ,保证原始语音信号质量达到一定的可懂度和清晰度。借助MATLAB语言进行试验仿真 ,仿真结果与原算法相比较 ,证明语音增强效果十分显著     

基于小波域谱相减算法的语音增强研究

谱相减算法是目前常用的语音增强算法，它常在处理宽带噪声中使用，具有运算量小、效果明显等特点，但该算法是基于短时傅立叶变换（STFT）基础上的，是一种单分辨率的信号分析方法。与STFT本质不同的小波变换是一种变分辨率的时频联合分析方法，当分析低频信号时，其时间窗口很大，而当分析高频时，其时间窗口减小，这恰恰符合实际中对非平稳信号进行分析的自然规律。基于小波域的谱相减算法，是将带噪语音信号进行Mallat多尺度分解，然后分别对各尺度下的信号进行谱相减运算，再逐一进行小波重构，得到去噪后的语音信号。仿真结果表明。该方法不但有效地提高了语音信号的信噪比，而且也在很大程度上改善了语音的失真程度，不失为一种有效的语音增强算法。     

基于边缘检测的空域自适应差错掩盖算法

针对视频传输中帧内编码帧(Intra帧)出错情况,提出一种基于边缘检测的自适应空域差错掩盖算法。根据丢失宏块周围正确宏块的边缘信息,将丢失宏块分为平滑块和边缘块。对平滑块采用双线性插值进行恢复;对边缘块采用一种多方向插值加权平均方法进行恢复。实验结果表明,提出的空域差错掩盖算法能很好地适应不同的视频传输差错情况,并对不同类型的图像内容具有良好的差错掩盖效果,与传统的差错掩盖算法相比,具有更好的差错恢复能力。     

基于帧间差分累积的铁路限界异物检测提取算法

为满足轨道交通全自动运行系统对铁路限界内异物检测提取的需求,改进帧间差分法,提出一种以帧间差分累积为基础的铁路限界内异物检测提取算法。算法针对图像序列帧匹配提取的轨道线为依据标定限界区域,通过多帧隔帧帧差法得到差分结果,根据铁路限界内道床纹理特征,通过数学形态学实现背景纹理的重构来降低背景噪声影响。最后,以侧向差分灰度的累积投影值来动态确定不同环境下的异物前景范围,并通过最大类间方差法提取得到前景目标。通过对47个路轨场景进行测试,算法对有前景目标场景的目标检测率为96.87%,定位提取过程的平均耗时为137 ms。实验结果表明:算法可完成对运动背景下的轨道限界内前景目标的定位和提取,具有较好的实时性和准确性。     

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。     

调度集中系统静态数据安全封装方案研究

为消除现有调度集中系统存在静态数据以明文未加密方式进行网络传输和终端存储,极易受通信质量波动影响产生数据异变,以及数据使用中易被攻击篡改等安全隐患,以分层多级树型模型重构静态数据组织模型,研究数据封装协议及方法;结合数据的加密、压缩及校验方法,生成高密度的安全数据文件,形成静态数据安全封装方案。通过开发辅助封装工具,进一步保证工程实践中方案的易用性。该方案实现了调度集中系统静态数据的数据隔离、权限控制、版本管理等功能,提高了数据的安全性、可靠性、一致性和可审计性,能够保证工程项目的高质量开展。     

一种基于Arnold置乱的FRFT数字图像水印方法

本文提出一种基于Arnold置乱的分数阶傅里叶变换(FRFT)数字图像水印方法.区别于傅里叶变换(FFT),FRFT同时兼有空域和频域的良好特性.本文采用将水印信息嵌入到变换后的幅度谱中,在嵌入有意义的灰度图像水印前对其进行Arnold置乱,找到一个相对的最佳置乱次数,并将其作为水印提取时的密钥,达到二次加密的目的.仿真结果表明,该方法能够很好地抗击JPEG压缩、噪声、剪切以及滤波等常见的图像攻击,保证水印的不可见性、保密性和鲁棒性.     

一种基于正交小波包技术的机车信号记录器数据快速压缩方法

根据铁路机车信号设备自身的信号译码需求,提出一种基于正交小波包技术的轨道电路信号的快速压缩方法,以改善目前机车信号记录器直接存储方式给波形数据存储造成的局限性.该方法利用截频性能出色的dmey小波的正交镜像小波滤波器组对机车信号记录器的记录波形信号进行3级小波包分解,按照记录信号制式的不同,在考虑dmey小波滤波器截频特性的前提下,根据小波包分解后的信号频带对应关系,只保留当前轨道电路信号所在频带的波形数据,以达到信号压缩的目的.实验表明,该方法可以对目前铁路现场主要使用的国产移频信号、UM71信号和ZPW-2000信号进行有效压缩和精确重构,且具有算法简单和方案灵活等特点,能够满足铁路现场实际运用的需要.