基于离散余弦变换的快速对抗训练方法

为了提升深度神经网络的鲁棒性,从频域的角度提出基于离散余弦变换(DCT)的快速对抗训练方法.引入对抗初始化生成模块,根据系统的鲁棒性自适应地生成初始化信息,可以更精准地捕捉到图像特征,有效避免灾难性过拟合.对样本进行随机谱变换,将样本从空间域变换至频谱域,通过控制频谱显著性提高模型的迁移与泛化能力.在CIFAR-10与CIFAR-100数据集上验证提出方法的有效性.实验结果表明,在以ResNet18为目标网络,面对PGD-10攻击时,本文方法在CIFAR-10上的鲁棒精度较现有方法提升了2%~9%,在CIFAR-100上提升了1%~9%.在面对PGD-20、PGD-50、C&W等其他攻击以及架构更复杂的模型时,均取得了类似的效果.提出方法在避免灾难性过拟合现象的同时,有效提高了系统的鲁棒性.

基于二维离散余弦变换的加密图像水印算法

将高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES)算法与基于二维离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)的水印嵌入和提取算法相结合,得到基于二维离散余弦变换的加密图像水印算法。该算法先对嵌入水印进行AES加密,再在DCT域将加密后的水印嵌入载体图像。提取水印时,算法先对嵌入信息的载体图像进行DCT变换,再在DCT域完成嵌入信息提取,最后对提取的密文信息进行AES解密,得到嵌入水印。通过抗攻击能力分析,证明该算法能够同时保证嵌入信息的隐蔽性和安全性。

结合离散余弦变换与离散小波变换的无损彩色图像加密算法

为使图像在网络中进行安全传输,结合频域领域的图像加密相关研究,提出一种新的彩色图像加密算法。首先将明文图像划分为三基色分量,执行二维离散余弦变换(DCT)得到DC和AC置乱序列;然后对置乱矩阵执行二维离散小波变换(DWT)得到4个子带矩阵,并对置乱后的子带执行逆二维小波变换得到用于扩散的二进制矩阵;接下来将二维十进制矩阵转化为三维二进制矩阵,并对两个二进制矩阵执行异或运算,将其转化为二维十进制矩阵;最后进行扩散操作得到密文图像。实验结果表明,该算法能有效抵抗明文攻击与非法者攻击。

基于交替量子随机行走的改进AES和离散余弦变换的图像加密算法

随着科学技术手段飞速发展,图像加密算法被破解的风险也逐渐增加.AES(advanced encryption standard)算法虽然性能优越,但也存在着密钥固定等问题,未来量子计算机的问世将会对此造成重大威胁.首先,该文采用离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)对明文图像进行DCT域的变换;其次,利用交替量子随机行走构造概率分布矩阵,对概率分布矩阵进行预处理,与DCT后的明文进行逐位异或的操作;最后,计算概率分布矩阵的奇异值,并给出对应的十六进制表达式作为AES的密钥,随机提取概率分布矩阵的一个元素,按照AES算法的编码规则构建轮常量Rcon,进而改进AES算法的加密迭代函数.测试结果表明,该算法具有很好的加密效果和较高的鲁棒性,密文图像相邻像素在3个方向上的相关系数可以达到0.0015的显著效果.

基于离散余弦变换的高光谱图像复原方法

为解决仪器自身性能和天气干扰等因素影响导致的高光谱图像质量退化问题,研究基于离散余弦变换的高光谱图像复原方法。使用反射光学系统成像光谱仪采集高光谱图像,将主成分分析和K-奇异值分解模型相结合,消除采集的高光谱图像中的噪声,依据消噪后高光谱图像,通过离散余弦变换处理高光谱图像,按频率分量划分出图像特征,使用局部线性插值算法计算最大分量,实现超低分辨率的高光谱图像复原。实验结果表明:该方法在高光谱图像所含噪声密度不同的条件下,均能表现出较优良的去噪能力;该方法在有效提升高光谱图像分辨率的同时,还能复原扭曲区域和暗角区域信息;在高光谱图像分块时,将图像块尺寸设置为8,可获得更理想的高光谱图像复原效果。

基于离散余弦变换的数字水印算法研究

数字多媒体产品随着信息化和网络的发展,在网络上得到了广泛传播。为了保护数字产品的著作权和产地信息的标识,将数字水印技术应用到数字媒体产权的保护中。主要介绍了基于离散余弦变换(DCT)的数字水印算法,并研究了该算法。

基于二维离散余弦变换的图像水印算法研究

针对数字版权保护的应用需要,研究了基于二维离散余弦变换的图像数字水印算法的适用性。首先在Matlab平台中设计了基于二维离散余弦变换的数字水印嵌入、提取和抗攻击的算法程序,然后采用经典灰度二值图像进行了实验研究。结果表明,将二维离散余弦变换应用于图像数字水印,其水印图像的质量保持较好,且水印具有较好的不可见性,抗击低通滤波的能力较好,但抗旋转攻击和较大范围剪切攻击的能力较弱,因此其总体鲁棒性相对较好,能够较好地满足图像数字水印的应用要求,但后续要对二维离散余弦变换的水印算法进行改进性研究,尤其要提升其鲁棒性,从而更好地满足数字版权保护的应用需求。

基于离散余弦变换的集合Kalman滤波方法对河流相油藏渗透率场的反演

针对河流相油藏参数场的非高斯性及油藏生产数据与地质模型之间的非线性关系,提出了耦合离散余弦变换的半迭代集合Kalman滤波方法对河流相油藏进行生产历史拟合及反演.将河流相油藏非高斯渗透率场利用离散余弦变换变为类似高斯分布的DCT(Discrete cosine transform)系数,利用能量压缩特性对DCT系数进行截断,使得反演渗透率场的分布变得光滑,较好地解决了河流相油藏的非高斯分布问题.半迭代集合Kalman滤波法很好地解决了油藏生产数据与地质模型之间的非线性问题.理论证明了半迭代集合Kalman滤波与EnRML方法的等效性.比较了标准EnKF、耦合DCT的EnKF及耦合DCT的半迭代EnKF法对河流相油藏渗透率场的反演.讨论了DCT系数保留模式及系数保留数量对耦合DCT的半迭代集合Kalman滤波方法反演结果的影响,结果表明三角形系数保留模式可以用更少的系数保留参数场的地质特征,当保留2.5%的DCT系数时,反演结果已经充分反映了河流相油藏的地质特征.

基于离散余弦变换与Transformer的语音增强

为更有效提取低信噪比下含噪语音中的语音信息,受到基于多头自注意力机制的两阶段Transformer的启发,提出结合离散余弦变换与Transformer的语音增强算法。语音信号经离散余弦变换后的频谱为实数谱,将其作为深度神经网络的输入时,无需考虑实部、虚部的计算问题。使用两阶段Transformer提取局部和全局特征,在此基础上,通过编解码器网络得到增强后的语音。实验结果表明,所提方法与各参考方法相比,在-9到5的信噪比下,PESQ指标平均提升了9.92%,STOI指标平均提升了10.19%,在较低信噪比下具有良好的降噪能力。

节约器件的三维离散余弦正/反变换通道式算法结构

针对3D离散余弦正/反变换(DCT/IDCT)算法单元通道式结构需大量使用延时器和选择器以及不同分块器件的兼容性问题,提出一种节约延时器和选择器的通用性通道式算法单元及整体结构。首先,根据三维DCT理论提出兼容正反变换通用的通道式算法结构;建立由延时器和选择器组成的可重复使用的延时器组模型,使其具有整合性和嵌套性。然后,提出节约延时器的三维DCT通用性通道式算法单元及整体结构。最后,利用提出的节约器件的三维DCT/IDCT通道式结构对不同格式、不同大小分块的视频信号进行处理。实验结果表明,随着分块增大,提出的节约器件的方法使用的延时器和选择器的数量明显减小,当分块大小达到64×64×64时,延时器和选择器使用个数分别降低了54.7%和44.5%。得到的结果说明提出的方法可以减少延时器和选择器的使用,满足硬件对降低成本的要求,提高了能效,同时便于不同分块的集成。

AVC/H．264整数离散余弦变换及反变换的结构设计

根据AVC/H.264标准中提出的整数离散余弦变换(DCT)及其反变换(iDCT)算法,旨在给出一种能够同时实现4×4,8×8 DCT/IdCT和Hadamard变换的设计方法。设计中充分利用DCT和iDCT的相似性和算法对称性,用高度并行结构来加快处理速度。采用一维DCT/iDCT单元复用的方式实现二维DCT/iDCT运算,同时提出实现设计的全定制实现方法,对全定制实现此设计进行初步布局规划。

一种有效的修正离散余弦反变换递归算法

修正的离散余弦变换及反变换在许多领域有广泛的应用,但计算量很大。本文针对修正的离散余弦反变换提出一种迭代方法,得到了一种快速有效的算法,与已有方法相比,该方法不需要区分N的奇偶性而给出了统一的递归公式,降低了硬件实现的复杂性,可以更方便的采用VLSI实现。同时,实验表明本文的方法速度更快,效率更高,更适于解决大计算量的问题。

一种适用于高清视频解码的反离散余弦变换的VLSI实现(英文)

提出了一种面向视频处理应用的二维8×8IDCT(反离散余弦变换)处理器结构.该处理器设计利用了IDCT算法中的对称性,采用基于并行的乘累加器的结构加快处理速度.设计过程中对于有限位宽对运算结果误差及精度的影响进行了仿真与分析,并根据要求确定了运算位宽的优化值,在满足精度的条件下使芯片的面积开销最小.该处理器核的面积为48K逻辑门,能够在0.64μs内完成对一个数据块的运算,可以满足对高清晰度视频实时解码的性能需求.

基于离散余弦变换的磁位谱分析及磁异常导数计算方法

针对提高磁异常导数的计算精度,提出磁位离散余弦变换谱的分析方法.根据重磁位场的泊松公式,利用余弦变换给出磁位与磁场分量间的余弦变换谱关系,推导出磁异常n阶导数的余弦变换谱公式.利用余弦变换法计算的无限长水平圆柱体磁异常水平和垂向一阶导数的最大误差分别为-0.28 nT/m、0.47 nT/m;水平一阶导数的误差一般在-3.57%-3.27%之间,垂向一阶导数的误差一般在-1.94%-1.88%之间;计算的磁异常一阶导数值与理论值大致重合,而且不受有效磁化倾角的影响.而Fourier变换法计算的水平和垂向一阶导数最大误差分别为-10.62 nT/m1、4.42 nT/m,计算曲线与理论曲线偏离大,受磁化倾角的影响也较大.这说明与Fourier变换法相比,余弦变换法计算的异常导数精度高,而且具有良好的稳定性.

离散余弦变换(DCT)编码在地震勘探数据压缩中的应用

利用离散余弦变换和游程编码技术相结合进行地震数据体的压缩研究,指出该技术是一种有损压缩技术。对于不同的松散度、信噪比等的数据其压缩比是不同的。在压缩过程中对层间信息和高频成分有一定的损失,损失的程度与数据的压缩比有直接关系。压缩越大,则数据的损失就越严重,压缩比大到一定程度时,数据恢复后就改变了原有的特征,所以一定要取的适度,这与数据的波形误差与频谱形态有关。

基于内容的离散余弦变换域自适应遥感图像数字水印算法

提出一种适于遥感图像知识产权保护和机密信息传递的离散余弦变换域自适应数字水印嵌入算法,该算法能够通过数字水印置乱、嵌入位置自适应选取、嵌入深度智能调节等措施,将二值水印图像信息安全地嵌入到遥感图像(纹理区)的离散余弦变换域中高频系数内。实验结果表明:该遥感图像数字水印算法不仅具有较好的透明性,而且对诸如叠加噪声J、PEG压缩、平滑滤波、几何剪切、图像增强、马赛克等攻击均具有较好的抗差性,整体性能优于Ho等提出的数字水印嵌入方案。

基于离散余弦变换和小波变换的电能质量扰动信号检测方法

综合离散余弦变换和小波变换模极大值原理在时频分析中的优点,提出了基于离散余弦变换和小波变换的电能质量扰动信号检测方法。先通过离散余弦变换检测出各种基频干扰(电压暂降、电压暂升和电压间断)和各次谐波(包括暂态谐波),再利用小波变换模极大值原理检测出暂态振荡和暂态脉冲,并实现扰动时间和扰动幅值的测定。该方法具备较强的抗噪能力,仿真结果验证了该方法的有效性。

离散余弦变换编码的现状与发展研究

1974年由Ahmed和Rao提出的离散余弦变换,至今已有30年历史。此间,DCT编码已发展成为JPEG、MPEG、H.26x等图像/视频编码标准中的核心。尽管Shapiro的EZW以及Said等人的SPIHT小波编码的成功应用,对传统的DCT编码提出了挑战,但Xiong等人利用嵌入式DCT块变换之间的直流相关性,以及对DCT后的系数进行策略性重组或层式DCT同样具有小波多分辨率图像的分解特性。此外,基于层次嵌入式DCT、形状自适应DCT、截短DCT、感兴趣区域支撑DCT以及形态DCT等改进形式的编码,都是将基于DCT变换编码推向更高层次。就DCT改进的变换,以及DCT系数的应用,如利用DCT系数实现信息隐藏等,也使得基于常规的DCT变换编码有了更广阔的应用与发展空间,文章就此作了广泛的比较和深入的研究,并指出了发展方向。

采用离散余弦变换的小波图像去噪方法

提出一种通过对小波域中噪声能量的估计来进行去噪的新方法。算法采用离散余弦变换(DCT)提取小波系数的主要特征,无需对噪声方差进行估计。对图像进行小波分解,利用 DCT对高频子带进行局部特征提取;利用部分 DCT 系数对小波系数进行重建,并以重建系数的平均能量作为局部噪声能量的估计;去除原小波系数中的噪声分量后,进行小波逆变换,得到去噪后的图像。实验证明,其峰值信噪比(PSNR)比通常的阈值萎缩法提高了 2-4dB。

图像压缩中的快速方向离散余弦变换

传统的二维DCT(discrete cosine transform)无法稀疏表示除水平或垂直方向以外的边缘,而具有强方向表示能力的方向预测离散余弦变换(directional prediction DCT,简称DPDCT)计算复杂度又过高.针对这些问题,提出了一种快速方向离散余弦变换(fast directional discrete cosine transform,简称FDDCT).该算法沿给定的方向模式进行变换,避免了DPDCT中的插值运算,可以快速、稀疏地表示图像中各向异性边缘信息.此外,FDDCT通过设计块边界提升,在进一步集中边缘能量的同时保证了算法的完全重构.实验结果表明,FDDCT计算复杂度不超过DCT的1.4倍;采用同样的编码方法,基于FDDCT的压缩图像与基于DCT以及DPDCT的压缩图像相比,峰值信噪比可提高0.4dB^1.6dB,而且边缘细节更加清晰、完整.