面向个人信息保护的对抗性图像扰动算法研究

通过研究对抗性图像扰动算法,应对深度神经网络对图像中个人信息的挖掘和发现以保护个人信息安全。将对抗样本生成问题转换为一个含有限制条件的多目标优化问题,考虑神经网络的分类置信度、扰动像素的位置以及色差等目标,利用差分进化算法迭代得到对抗样本。在MNIST和CIFAR-10数据集上,基于深度神经网络LeNet和ResNet进行了对抗样本生成实验,并从对抗成功率、扰动像素数目、优化效果和对抗样本的空间特征等方面进行了对比和分析。结果表明,算法在扰动像素极少的情况下(扰动均值为5)依然可以保证对深度神经网络的有效对抗,并显著优化了扰动像素的位置及色差,达到不破坏原图像的情况下保护个人信息的目的。该研究有助于促进信息技术红利共享与个人信息安全保障之间的平衡,也为对抗样本生成及深度神经网络中分类空间特征的研究提供了技术支撑。

基于HMM的红外点目标序列图像扰动补偿方法

利用红外图像扰动信号短时平稳的特性 ,在统计的基础上提出采用隐马尔科夫模型统计信号模型来描述扰动 ,得到一种基于学习的扰动模型 ,并利用学习得到的模型参数计算后续帧中的扰动情况 ,进行预测补偿 ,以保证目标运动的连续性 ,克服扰动对跟踪的影响。实验取得了较好效果。

基于二维时频谱图与改进YOLOv5的电能质量扰动识别

随着新型电力系统中新能源渗透率逐渐升高,电网结构复杂性增加,PQD(电能质量扰动)呈现多样化和复杂化的趋势。为实现电能质量扰动的精准识别,提出一种基于二维时频谱图与改进YOLOv5的电能质量扰动图像识别的方法。首先,利用S变换将PQD数据映射成二维时频谱图,通过图像来表征时间、频率和幅值的扰动细节特征;然后,搭建引入ASPP(空洞空间卷积池化金字塔)结构和注意力机制的YO-LOv5训练网络,扩大特征图的感受野以充分提取扰动图像特征,进而以图像识别方法实现PQD分类识别;最后,利用仿真数据进行扰动识别准确率和鲁棒性的验证。结果表明,该方法的识别准确率较高,且图像识别法的引入有助于PQD识别结果的可视化。

图像多模态扰动的人脸识别方法

为了克服因人脸图像检测引起的配准不稳定性和小样本引起的维数灾难,由一副二维人脸图像通过上下左右平移生成4个图像,把生成的图像与原来的图像一起加入训练样本集,构成新的训练图像集。基于二维图像,结合图像局部结构信息,设计了准则函数,获得双投影矩阵,抽取人脸特征。对待识别人脸图像,由它的扰动图像设计识别方法。与传统的人脸识别方法相比,该方法的识别效果更好;Yale和ORL人脸数据库上的实验结果验证了该方法的有效性。

基于对抗样本生成的验证码反爬虫机制研究

为提升网站验证码的安全性,提出基于对抗样本生成的验证码反爬虫机制。本文通过在对抗样本数据集中添加极小的扰动,可导致验证码识别模型输出错误的预测结果,从而无法绕过反爬机制对网络数据进行非法下载。针对常用的验证码识别模型,本文对比了使用图像加扰和未使用图像加扰情况下的文本验证码识别效果。结果表明,采用本文提出的图像加扰算法,可大幅度降低图像识别模型的识别精度,从而有效保护网站验证码反爬机制的可靠性。基于本文提出的图像加扰验证码技术,可作为互联网反爬虫机制的重要手段。

从卫星重力资料看中国及邻区地壳密度结构

本文应用小波多尺度分析等信息提取新方法,从地球重力场模型(EGM2008)经各项校正得到的中国及邻区卫星布格重力异常中提取和反演了中国及邻区上、中、下地壳的密度信息,揭示了区域地壳三维密度结构。下地壳低密度扰动主要出现在青藏高原和华南沿海到对马海峡一带,其它地区多现较高密度扰动。所有克拉通地体密度在中下地壳都是高密度的。中下地壳低密度扰动带可分成四类:(1)出现在板块边界的低密度扰动条带,(2)出现在中国西部挤压构造有关的山脉下方,(3)与拉张走滑构造有关的构造带,(4)和与大陆内部板内造山有关的构造带。上地壳结晶基底的低密度扰动可出现在显生宙造山带和未充分发育的大陆裂谷。碰撞俯冲造山带以地壳低密度大厚度为特征,但是板内造山带不同,以地壳局部高密度中厚度为特征,局部高密度反映了中基性结晶岩的存在,莫霍面上拱反映了中基性岩浆侵入。板内拉张裂谷带上地壳基底密度局部低、中地壳低速带发育反映拉张区的流体活动,而下地壳反射体发育、莫霍面变厚成层反映拉张区的玄武岩浆底侵。由于卫星重力测量资料分辨率毕竟有限,对中国东部地区还未能给出关于中地壳密度扰动的细节,还必须开展地面重力测量资料的小波多尺度分析。

长白山天池火山区上地壳三维速度层析成像

利用三维地震透射观测系统所获得的莫霍界面反射波对长白山天池火山区下方上地壳的三维速度细结构进行了反演计算 ,得到了研究区下方地壳内不同深度的P、S波速度层析成像和VP VS 扰动分布图像 ,结果表明 ,天池火山区及其周边速度结构所呈现出的非均匀性变化与该区的地质构造和岩浆系统的存在有着密切的关系 ,异常变化比较明显的低P波速度异常体分布和高VP VS 扰动体意味这些介质体处在“软化高温”的状态 ,这与该地区广泛分布的地热异常和低Q值结构的研究结果是一致的 .

中国大陆克拉通地体地壳密度结构特征

本文根据重力场小波变换的尺度—源深度转换律,进行地面重力异常场多尺度分解,取得了反映中国地壳不同埋藏深度的小波细节,揭示了克拉通地体地壳的密度结构。中国大陆克拉通地体地壳密度结构的总体特点是:地壳密度总体偏高,尤其是在经历了岩浆底垫作用后,下地壳形成了粗大的和高密度的壳根,而造山带的下地壳通常有低密度的山根。现今的克拉通地体有几个演化的阶段,由陆地核演化为一定规模的克拉通地体可能经历漫长的时间。不同演化的阶段地体的物理性质有明显的变化,要赋予大地构造单元以演化阶段的内涵,才能准确理解它们的行为和属性。同时,根据地壳密度结构成像的结果,可以了解克拉通地体的成熟度。中国大陆克拉通地体或者内部地块的地壳密度结构大致可以分为三类。上中下地壳密度都偏高的属于第一类,称为典型的克拉通,塔里木、阿拉善、华北东部、上中扬子等属于第一类。第二类克拉通地体上地壳密度偏低,而下地壳密度偏高,称为弱结晶基底的克拉通,鄂尔多斯和佳木斯属于第二类。第三类上中地壳密度偏高,而下地壳密度偏低,称为无壳根的克拉通残片,柴达木和准噶尔盆地属于此类,它们可能是古克拉通地体的残片。

中国大陆造山带地壳密度结构特征

本文探讨中国大陆造山带地壳介质密度的变化特征和不同类型,并用大陆动力学机制解释这些特征产生的原因。根据重力场小波变换的尺度—源深度转换律,进行地面重力异常场多尺度分解,取得了反映中国地壳不同埋藏深度的小波细节,揭示了造山带地壳的密度结构。和克拉通地体不同,中国大陆的造山带下地壳密度都偏低,只有古生代块体弱碰撞形成的摺皱山脉是例外。这些造山带大都与古大洋封闭和俯冲碰撞作用有关。古大洋封闭后在地壳中留下的裂隙和海水,会造成地壳密度降低。中国大陆造山带地壳密度结构大致可以分四类。上中下地壳密度都偏低的属于第一类造山带。第二类造山带上中地壳密度偏低,而下地壳密度偏高。第三类造山带上中地壳密度偏高,而下地壳密度偏低。第四类造山带上中下地壳密度都偏高。通过板块构造原理和岩石物理规律对青藏高原造山带地壳密度结构分类的解释可见,青藏高原南部,中部和北部地壳密度结构分属三类不同的造山带,体现印度次大陆和欧亚板块碰撞不同阶段作用造成的结果。根据地壳密度变低和厚度是否加大,还可以识别板沿和板内造山带。

可抑制工频干扰的8通道脑电采集系统及信号处理方法

针对现有通道数量较少的脑电采集设备受工频干扰严重的问题,设计并开发了一套可抑制工频干扰的8通道脑电采集系统及方法。首先,系统使用生物电信号采集前端ADS1299,采用集成陷波芯片UAF42,通过高速无线模块将8通道的脑电数据发送至上位机;其次,提出了频率谱分析法与频率扰动图像分析法相结合的脑电信号处理方法,分析了枕叶区两个电极的脑电信号,用频率扰动图像改进了频率谱显示的不足,以达到扩展脑电信号时域和频域共存的目的;再采集6位健康大学生的枕叶区单电极脑电信号并进行频率谱分析,验证了系统的稳定性。系统实验及处理方法表明:被试者闭眼时发现了α波节律;在8~14 Hz处α波谱峰值尤为明显,并且观测到在50 Hz频率处有明显的信号衰减;采用文中的处理方法实现了时域与频域共存的脑波图像,该系统及方法可以准确地采集处理人脑的自发脑电信号,减小了工频干扰对脑电信号的影响,可用于视觉诱发、睡眠监测以及运动想象等脑⁃机接口领域。

Design and Implementation of Image Encryption Method by Using Chaotic Mapping Based on Multi-layer Parameter Disturbance

Bit-plane decomposition makes images obtain a number of layers. According to the amount of data information, images are encrypted, and the paper proposes image encryption method with Chaotic Mapping based on multi-layer parameter disturbance. The advantage of multi-layer parameter disturbance is that it not only scrambles pixel location of images, but also changes pixel values of images. Bit-plane decomposition can increase the space of key. And using chaotic sequence generated by chaotic system with different complexities to encrypt layers with different information content can save operation time. The simulation experiments show that using chaotic mapping in image encryption method based on multi-layer parameter disturbance can cover plaintext effectively and safely, which makes it achieve ideal encryption effect.