一种面向CPS的控制应用程序协同验证方法

信息-物理融合系统是一种新型嵌入式系统计算模式,它集成了控制计算过程和受控对象,二者相互影响并有机结合.随着信息技术在现实世界中更加广泛、深入的应用,智能化程度不断提升,在具有信息物理紧密耦合特点的嵌入式系统中,嵌入式控制软件的功能比重急剧上升,作用更加突出.作为安全攸关的系统,需要引入形式化验证方法来保证嵌入式控制应用软件的安全性.本文基于自动机理论建立统一的系统验证模型,并针对系统的可达性、安全性（safety）和活性（liveness）等属性要求,提出了对该模型进行形式化验证的算法：基于有界模型检验方法,基于可达性将对系统模型的相关属性验证问题转换为可满足性判定问题.将活性转换为Büchi自动机,并基于四值语义进行判断.在求解过程中,通过偏序规约等手段化简了问题求解的规模,提高可验证系统的规模.另外结合协同仿真技术,灵活配置验证的场景,提高验证的可用性.实验结果表明,结合仿真,形式化协同验证方法可以有效地对系统进行验证.     

基于整数小波的无损数字水印技术

提出基于整数小波的大容量数据嵌入具有无损图像恢复性能的数字水印技术。由于预先压缩灰度直方图的动态范围，因此嵌入数据后的小波反变换的灰度在0～255范围内。该文在小波域最高分辨率区的次低位平面嵌入数据，利用小波的多分辨率、解相关和高压缩率的特点,在图像中嵌入大量数据，并且使之具有视觉不敏感的特性。数据提取后图像能完全恢复。文中的例子说明这个论点是正确的。为获取更高的PSNR，提出两种修改直方图的方法，并通过具体的实验数据比较两者的效果。     

超声波无损检测系统的噪声干扰分析与抑制

在深入分析了PWM放大器对超声波无损检测系统的噪声干扰后,通过对理论研究和仿真实验得出了抑制干扰的实际方法,并在应用中取得了良好效果。     

基于直方图对的MPEG-4无损数据隐藏

目前绝大部分无损数据隐藏方案,只能无损恢复嵌入数据,而在数据提取后,原始的视频载体无法完全恢复,本质上仍是有损隐藏算法.为了实现视频无损认证和隐蔽通信,提出基于直方图对的MPEG-4视频无损数据隐藏方法.通过直方图调整,在MPEG-4视频的帧内视频对象平面(I-VOP)的量化离散余弦变换(DCT)系数中隐藏数据.同时,在提取过程中不需要原视频的参与,获得嵌入数据并且完全恢复原始视频.理论分析与实验结果表明,该方法失真程度小,隐蔽性高,适用性大.     

基于方向小波和直方图平移的无损脆弱水印

设计一种新的基于方向小波和直方图平移的无损脆弱水印,用于嵌入图像完整性证明和无损恢复。根据图像的方向小波变换产生水印信息,可由用户密钥决定位置,利用直方图平移嵌入水印。认证端从接收的图像中根据密钥提取水印并产生新的水印,比较提取的水印和新的水印进而完成图像认证。该算法能在图像通过认证的情况下完全去除水印,获得无水印的原始图像。     

基于Mining-SEC方法的电路等价性验证

针对时序电路的等价性验证难题,提出基于Mining-SEC的定界等价性验证方法。将待验证时序电路按时间帧展开为多项式符号代数表示的电路集合,利用时间序列数据挖掘方法挖掘其中的不变量和相应的全局约束,不变量可以是任意多项式。此外还可挖掘电路中的不合法约束和复杂的多项式关系,通过以上方法可以明显降低求解空间。使用基于SMT的验证引擎检验电路等价性。实验结果表明,该方法可以快速地实现验证收敛,得到平均1~2个量级的验证加速,并且可以有效消除虚假验证。     

反例引导的模型检验工具的设计

针对模型组合中常见的"状态空间爆炸"问题,分析了抽象和组合两种方法各自的优缺点,采用"反例引导的抽象精化"框架和模型检验思想,将抽象和组合结合起来,为模型组合的检验提出了一种新的方法.设计了模型的抽象、组合、检验和精化算法,开发了一款基于反例引导的、图形化的模型检验工具,使用Kripke结构建立模型,用LTL描述性质,从而表明了反例引导的模型检验方法的过程.     

利用改进整数变换实现图像无损信息隐藏

为了在图像中实现无损信息隐藏,并提高数据嵌入容量和隐蔽性,给出一种基于改进整数变换的无损信息隐藏方法。首先对图像块采用改进算法进行整数变换,使得变换前后图像块引入失真较少,然后自适应选择整数变换后引入失真较小的可修改图像块进行整数变换,并嵌入较大数据量的机密信息,在公共信道进行传输后接收端能正确提取机密信息,并无损恢复原宿主图像。实验结果表明,该方法具有较大的数据嵌入容量和较好的隐蔽性,可用于医学图像中隐藏病历信息及遥感、军事图像的无损隐秘传输等领域。     

矩形脉冲涡流传感器的缺陷定量检测仿真研究

传统的脉冲涡流传感器由于其结构特点,在实际检测中存在自身激励干扰,使得其对缺陷的检测灵敏度不高。为了提高传感器对缺陷的检测能力,采用矩形传感器对铝板上缺陷进行检测。在分析矩形脉冲涡流传感器检测原理的基础上,采用ANSYS仿真软件建立了矩形脉冲涡流传感器检测模型,对矩形激励下方铝板表面涡流分布进行了仿真计算,研究了缺陷对空间三维磁场的扰动规律。仿真结果表明:矩形传感器能够在铝板表面激励出均匀的感应涡流;当有缺陷存在时,提取三维响应信号的幅值为特征量,分析传感器在扫描路径上不同位置检测幅值的变化特征发现,通过3个信号幅值变化的位置和幅值变化的程度可以实现对缺陷长度,宽度和深度进行定量检测。     

基于卡方检验的SAR图像道路检测算法

为有效解决SAR图像道路检测算法中阈值优化的问题,提出了一种不需要固定阈值的检测方法.该方法由不同阈值组合的Tupin边缘检测算法得到边缘检测结果图集,并逐像素统计得到边缘密度图;引入卡方检验计算边缘密度图与边缘检测结果图集之间的相似性度量参数,优化得到最佳边缘相关等级;根据最佳等级得到最终的道路边缘检测结果.实验结果表明,该方法有较强的开放性与目标适应性,自动化程度高,有很强的工程实用性.