一种基于非均匀离散傅立叶变换的鲁棒音频水印算法(英文)

基于离散傅立叶变换(DFT)的音频水印算法对常规信号处理操作具有较高的鲁棒性,然而,在DFT域的固定频率点嵌入水印信息易受频域攻击,导致此类水印算法存在安全隐患.为进一步说明这种安全隐患,本文描述了一种新颖的频域攻击方法,仿真结果表明采用该方法可以在不影响含水印音频信号听觉感知质量的条件下有效去除水印信息.针对上述问题,本文提出了一种基于非均匀离散傅立叶变换(NDFT)的鲁棒音频水印算法.该算法基于NDFT可以任意选择频率点的特性,利用混沌映射随机选取NDFT域的水印嵌入频率点,以实现水印嵌入位置的随机性.此外,引入另一个混沌映射置乱加密待嵌入的水印信息以提高算法抵抗拷贝攻击的能力.理论分析和实验结果表明该算法不仅具有抗常规信号处理操作高的鲁棒性,而且能够抵抗频域的恶意攻击,大的密钥空间保证了系统高安全性.

一种新的非均匀离散傅立叶变换域数字音频水印算法

非均匀离散傅立叶变换(Nonuniform Discrete Fourier Transform,NDFT)具有可以在任意频率点上嵌入水印、安全性高等优点。本文提出一种基于非均匀离散傅立叶变换的幅度比较的音频水印算法,并设计了一种新的攻击方式以此证明该类算法的安全性。实验结果表明:本文提出的算法能有效抵抗多种攻击,如加噪、MP3压缩、重采样、重量化和低通滤波等,具有较高的鲁棒性和安全性。

基于非均匀离散余弦变换的MPEG-4视频内容保护

由于视频数据量大、处理上实时性要求高,加密方法的效率通常是视频内容安全的关键。在MPEG-4框架下,提出了一种新的视频保护方法。该方法利用非均匀离散余弦变换(NDCT)取代视频编解码中的常规离散余弦变换(DCT),对MPEG-4视频数据在频域上进行加扰保护和解扰,并将控制离散余弦变换非均匀性的参数作为密钥使用。由于不存在专门的密码操作模块,整个方法的时间和空间开销与正常的编解码相当,且从保护效果和安全性方面满足了大量应用的要求。

非均匀快速傅立叶变换在音频编码中的应用

在音频变换编码中,一般采取均匀变换的方法进行频谱分析和心理声学模型计算,比如快速傅立叶变换(FFT),移位离散傅立叶变换(SDFT)和改进离散余弦变换(MDCT).但均匀频谱分析方法并不符合人耳听觉特性,需要进行额外的非线性映射,并且在低频段分辨率不足.本文在音频编码中引入非均匀快速傅立叶变换(NUFFT),可以直接使频谱在不同频段具有不同的频率分辨率,非常有利于提高编码效率;同时根据音频编码的需求提出一种专门的近似求逆方法,尽管这种方法存在一定误差,但是可以证明这些误差主要与人耳不敏感的高频信息有关,并且采用此种近似求逆方法,NUFFT相对于FFT有更好的算法稳定性.最后给出了利用NUFFT和FFT进行变换操作的测试结果,从数据精度和客观音质评价两方面都说明在低码率下NUFFT的表现优于FFT.

基于离散傅立叶变换的重叠频分复用通信系统

提出了新的基于离散傅立叶变换(DFT)的重叠频分复用(Overlapped Frequency Division Multiplexing-OvFDM)或非正交频分复用(Non-orthogonal Frequency Division Multiplexing-NOFDM)系统。该系统利用相互重叠的子载波对所发送的数据符号序列进行调制,形成复调制信号,接收端采用最大似然序列检测。该系统的频谱效率与重叠重数成正比,可以大幅度的提高频谱效率;并且该系统子载波带宽大于信道相关带宽,系统在随机时变信道中会自动产生隐分集增益,因此具有较强的抗衰落能力。

一种基于小波变换的非均匀量化索引调制水印算法

为了提高数字水印的稳健性与不可见性,将图像小波变换与量化索引调制算法相结合,提出了一种基于小波变换的非均匀量化索引调制数字水印算法。该算法对原始图像进行离散小波变换,将中频小波系数分成3×3的系数子块作为水印载体,对子块的系数均值采用非均匀量化索引调制,实现二值水印的嵌入。根据人类视觉特性,不同的系数子块采用不同的量化间隔并自适应于子块内相邻系数的差值。实验结果表明,该算法透明性好,安全性高,对高斯白噪声、剪切、滤波以及JPEG压缩等常见攻击具有较强的稳健性。

基于非均匀取样的DCT变换

文章首先利用Chebyshev多项式插值与DCT(离散余弦变换)变换之间的相互关系,提出了基于第一类Chebyshev多项式的第N次多项式的零点作为非均匀取样点的DCT变换方法。然后根据Chebyshev展开式良好的下降特性,证明了文章提出的非均匀取样的DCT变换与传统的均匀取样DCT变换相比在信号的压缩倍数和压缩质量方面所具有的良好特性。并通过两个实例给予说明。此外文章还就取样点和取样频率的选取对结论的影响作了讨论。

取样频率对非均匀取样的DCT变换的影响

本文先介绍了基于第一类Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ多项式的第Ｎ次多项式的零点作为取样点的非均匀取样的ＤＣＴ变换方法．然后从插值聚合的角度（ｌｉｍＮ→∞εｎ＝０）出发，得出了为保证非均匀取样的ＤＣＴ变换具有良好的压缩效果，非均匀取样的ＤＣＴ变换的平均取样频率所应满足的要求．并通过实例验证了当取样频率满足一定要求时，非均匀取样的ＤＣＴ变换方法与传统的均匀取样ＤＣＴ变换相比在信号的压缩倍数和压缩质量方面具有优越性．

基于线性正则变换的非均匀采样信号重构方法

提出了一种新的基于线性正则变换的非均匀采样信号的重构方法.根据周期非均匀采样信号模型的特点,提出了一种新的非均匀线性正则变换;研究所提出信号的离散非均匀线性正则变换谱与其连续谱的关系,并根据此关系提出了一种线性正则变换域基于周期非均匀采样信号点重构算法;为验证推导结果,采用一维周期非均匀采样信号进行仿真,仿真结果表明,重建信号与原始信号基本一致.

非均匀采样莫尔条纹信号的分析与处理

为了动态、实时地测量光电编码器在变速转动情况下的细分误差,提出了一种莫尔条纹信号的非均匀采样分析与处理方法。利用傅里叶级数原理构造了实际情况下的莫尔条纹信号方程,根据编码器在不同转速下的实时采样,揭示了莫尔条纹信号的非均匀采样特征。鉴于信号采样的非均匀性,采用曲线拟合的最小二乘法重构莫尔条纹信号,利用离散傅里叶变换算法分析重构信号并求出波形参数。通过信号参数与细分误差的关系式,测量了编码器动态细分误差。采用该方法对21位绝对式光电编码器莫尔条纹信号进行了分析和处理,两次测试得到其动态细分极值误差为+3.21″、-4.69″和+3.45″、-4.81″。实验结果表明,该方法可以有效地分析和处理编码器在非匀速转动下产生的变频莫尔条纹信号,精确地测量编码器的动态细分误差,为工作现场编码器误差的实时检测与修正奠定了基础。

一种非均匀转动目标的ISAR自聚焦算法

在ISAR成像中,目标的非均匀转动会引入与散射点位置有关相位误差,无法用统一的相位误差函数表示,因此通常的自聚焦方法难以消除。针对加速转动目标,本文提出了一种基于离散调频傅立叶变换(discrete chirp-Fourier trans- form)的自聚焦算法。在预先选定的距离单元上,利用离散调频傅立叶变换提取最大功率散射点对应的调频信号,并以之为参考信号消除目标平动引起的相位误差。然后,利用同样的方法,在多个距离单元上提取最大功率散射点对应的调频信号,根据该散射点信号估计目标非均匀转动的参数,并进行非均匀采样,去除非均匀转动的相位误差。将该算法应用于仿真试验和实测数据的ISAR成像中,都得到了较好的聚焦结果。

2.5维非均匀介质中的地震波数值模拟

目前,完全的3D弹性波数值模拟计算仍然需要庞大的计算资源,而2D弹性波数值模拟,又不能准确地近似3D数值模拟.因此,本文在较高数值精度的一阶应力-速度弹性波动方程的基础上,采用时间错格差分拟谱方法在2D模型介质中计算3D弹性波场,即2.5D数值模拟.并将3D计算结果与2.5D和2D结果进行比较,发现2.5D模拟结果在波场形态和振幅方面比2D模拟结果更接近3D模拟结果,从而证实了2.5D数值模拟比2D数值模拟可以更好地近似3D波场数值模拟,同时证实了时间错格差分拟谱方法是一种高精度、高效率的正演模拟方法.

基于非均匀采样的信号频率、幅值和相位检测

分析了单频和多频信号经非均匀采样的离散傅里叶频谱,推导出频率、幅值、相位的计算表达式,解决了目前文献中未提及的基于非均匀采样方法的幅值和相位检测问题。此外,提出一种基于多路并行非均匀采样的信号检测方法,通过合并多路非均匀采样信号频谱,使谱估计结果趋于原信号的真实频谱,进而实现信号检测。数值仿真显示,提出的方法可实现信号的频率、幅值、相位的精确检测,可以突破奈奎斯特频率限制、抗混叠能力强,且计算复杂性小。

基于短时傅立叶变换的自适应采样的研究

本文提出了一种基于短时傅立叶变换的自适应采样;通过短时傅立叶变换推导出了自适应采样频率与信号瞬时带宽之间的关系;同时,针对自适应采样提出了一种基于短时傅立叶变换的信号瞬时带宽估算方法。仿真结果表明,该方法重建误差较小、时间复杂性较低,具有可行性。

基于非均匀DCT的量化索引调制隐写

基于量化索引调制(QIM)的隐写技术正日益受到隐写分析的威胁。该文将通常在DCT域隐写的做法改为在非均匀DCT域进行,将参数作为密钥,提出了一种NDCT-QIM图像隐写方法。由于在攻击者猜测的域中,嵌入信号具有扩散性,NDCT-QIM方法不利于隐写分析对隐写特征的检测,分析和实验表明,它能够更好地抵御基于梯度能量、直方图及小波统计特征等常用统计量的隐写分析,增强了隐写的隐蔽性。

非均匀采样光电编码器莫尔条纹信号分析方法

为实现高精度光电编码器非匀速转动时动态细分误差的检测,提出了一种基于非均匀采样的莫尔条纹光电信号分析方法.首先,利用曲线拟合的最小二乘法将采集到的编码器非均匀信号数据重构出真实的信号波形.然后,根据离散傅里叶变换算法分析重构信号,同时推导出信号的频率、幅值和相位的计算表达式,运用软件仿真评估算法可行性.最后,采用该方法对某21位绝对式光电轴角编码器精码信号进行分析,根据信号参数与细分误差的关系获得动态细分误差,其细分极值误差为+2.41"和-3.08".实验结果表明,该方法利用信号重构和傅里叶变换算法得到信号参数,真实的反应了莫尔条纹信号质量,在编码器非匀速转动时,可有效地测量动态细分误差,为实际工作现场编码器精度误差的实时检测奠定了基础.

非均匀采样信号的频谱分析方法

针对实际采样过程中出现的采样非均匀性,提出了非均匀采样信号的频谱计算方法,并从数学期望的角度证明了该方法的正确性。分析了MATLAB数据处理软件对冲激函数仿真的特点,得到了正弦信号峰值与频域冲激强度之间的定量关系,并进一步仿真验证了文中提出的非均匀采样信号频谱计算公式的正确性及其在信号参数辨识方面的有效性。将这一研究成果应用到机械抖动激光陀螺正弦抖动信号的分析中,得到了准确的、更加符合实际的正弦机械抖动幅度和谐振频率参数。

基于离散时间分数阶Fourier变换的多抽样率信号处理

多抽样率技术广泛应用于信号的分频带编码,图像压缩等领域.文中基于离散时间分数阶Fourier变换的chirp周期性和分数阶域滤波,定义了分数阶域等效滤波器.在此概念的基础上,得到了分数阶域等效滤波器的时域直接实现高效结构.然后导出了基于分数阶域等效滤波器的多相实现结构,并得到了分数阶抽样率转换系统的多相实现和分数阶域滤波器的多抽样率实现.最后得到分数阶差分抽样滤波器组和非均匀抽样滤波器组线性相位准确重建条件.

基于相位调制的非均匀DFT调制滤波器组的构造算法

由于具有灵活的频率划分能力,非均匀滤波器组在语音、图像等信号的处理中有着广泛的应用。该文针对非均匀DFT调制滤波器组无法直接合并构造的缺点,提出一种基于相位调制的构造方法。在该方法中,非均匀DFT调制滤波器组的子带滤波器由均匀DFT调制滤波器组经子带合并和相位调制获得。构造所得的非均匀滤波器组与原均匀滤波器组的重构特性近似相等。同时推导出非均匀子带滤波器具备良好频率特性的条件。理论分析和仿真结果均表明了所提的构造方法的有效性。

RFRFT域非均匀采样信号重构算法研究

讨论了非均匀采样信号简化分数阶傅立叶变换(RFRFT)域频谱重构的方法,推导了利用原信号的连续频谱无偏估计重构信号的算法,并得到了重构公式,验证了RFRFT域非均匀采样信号重构的可实现性。同时仿真了RFRFT域上非均匀采样信号的重构实施例,验证了该方法在RFRFT域上非均匀采样信号重构的准确性和稳定性。