基于长短时能量均值的活动语音检测算法

为了有效抑制非平稳背景噪音对语音处理系统的严重干扰,提出了一种基于长短时能量均值的活动语音检测算法.该算法基于两个合理的假设,一个是基于语音隐含成分集的稀疏分解,不但能尽可能地保留含噪语音中的语音信息,还能在一定程度上消除非语音类噪音的干扰；另一个是对上述稀疏分解的语音进行重构,该重构信号中语音段的时域能量高于非语音段...     

具有学习机制的正弦余弦算法

针对标准正余弦算法在求解函数优化问题时易陷入局部最优、收敛精度较差等问题,提出了一种具有学习机制的正弦余弦算法。该算法引入精英反向学习策略构造精英及反向群体,对其混合群体进行择优保留,从而优化了种群中的个体位置、提高了算法的寻优精度;同时,利用个体的反思学习能力防止个体盲目地向当前最优解学习,使算法停滞在局部最优,从而有效地避免了算法的未成熟收敛。在13个标准测试函数进行仿真实验,实验结果证明,该算法相比于对比算法具有较强的鲁棒性和函数优化能力。     

卷积神经网络在心拍类识别中的应用

心电图（ECG）心拍分类对心脏疾病的临床诊断具有重要意义,但是ECG四类心拍间数据不平衡问题严重制约着心拍分类性能的提升。针对这一问题,以卷积神经网络（CNN）为基础,首先在组合四类心拍等量数据基础上构建用于表达噪声及四类心拍间共性信息的通用CNN模型,接着以通用CNN模型为基础分别在四类心拍数据上构建四个更为有效表达对应心拍类别倾向性信息的类别CNN模型,最后综合四个类别CNN模型的输出判别心拍类型。在MIT-BIH心电图数据库上的实验结果显示,该方法的平均灵敏度为99.68%、平均阳性检测率是98.58%、综合指标是99.12%,显著优于二级联合聚类法在MIT-BIH心电图数据库上的分类性能。     

类内类间距离在CNN识别心拍类中的应用研究

心脏疾病严重威胁人类身体健康，心电图（Electrocardiogram，ECG）心拍分类对心脏疾病的临床诊断和自动诊断具有重要意义。现有基于深度学习生成的ECG心拍特征虽然优于基于传统方法生成的心拍特征，但是因ECG中各类间存在着严重的数据不平衡问题，致使现有基于深度学习方法生成的心拍特征的性能仍不甚理想。针对这一问题，以卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）为基础，在各类心拍等量数据基础上构建能有效表达各类心拍共性信息的共性CNN模型，以共性CNN模型和最小化类内距离最大化类间距离模型为基础，分别在各类心拍数据上构建能有效反映相应心拍类别倾向性信息的类别CNN模型，综合各心拍类别CNN模型的输出进行识别与分类。在MIT-BIH数据库上的实验结果显示，该方法识别分类心拍的各项指标均达到100%，解决了MIT-BIH数据库中ECG四类心拍自动识别分类的问题。     

基于数据取值规则的入侵检测技术

目前的入侵检测系统往往利用系统调用序列来设计,而忽略了系统调用序列所运行的数据环境,因此无法应对那些不改变系统调用序列的新型攻击.提出了一种新的入侵检测模型,它结合系统调用序列及其运行的数据环境来进行检测,通过学习系统调用序列的数据取值规则,增强模型的检测能力.实验结果表明,与现有模型相比,该方法具有检测效率高、误警率低及训练阶段时空开销小的优点.     

面向低精度环境的安全高速批图像加密

目的 随着存在大量低性能电子设备的物联网系统迅速发展和普及,人们对低精度计算环境下安全高效的图像加密技术有着越来越迫切的需求。现有以混沌系统为代表的图像加密方法不仅加密速度普遍较低,而且在低精度计算环境下存在严重的安全缺陷,难以满足实际需求。针对上述问题,本文提出了一种基于素数模乘线性同余产生器的批图像加密方法,用以提升低精度环境下图像加密的效率和安全性。方法 该方法的核心是构建一个能在低精度环境下有效运行的素数模乘线性同余产生器;将图像集均分为3组,并借助异或运算生成3幅组合图像;接着引入图像集的哈希值更新上述第3组图像;将更新后的组合图像作为上述产生器的输入,进而生成一个加密序列矩阵;基于加密序列矩阵对明文图像进行置乱和扩散,并使用异或运算生成密文图像;使用具有较高安全性的改进版2D-SCL(a new 2D hypher chaotic map based on the sine map, the chebysher map and a linear function)加密方法对加密序列矩阵进行加密。结果 仿真结果表明,本文提出的批图像加密方法在计算精度为2^-8     

面向混沌图像加密系统的密文分析方法

目的 密文评估方法在衡量和增强混沌图像加密系统的安全性方面发挥着至关重要的作用。现有以密钥空间、密文密钥敏感性、像素个数变化率和统一平均变化强度等为代表的评估方法虽无法保证通过测试的加密系统一定具有非常高的安全性。而以选择明文攻击为代表的分析方法,与前者相比缺乏通用性和一致性,需要针对不同的加密系统设计不同的攻击方案。针对上述问题,本文基于深度学习模型面向混沌图像加密系统提出了一种兼具通用性和有效性的密文评估方法。方法 该方法的核心思路是以降噪自编码器为基础模型,使用编码器分别对图像加密方法中的扩散密文、置乱密文和完整加密密文进行深度表示,然后使用解码器以上述深度表示为输入生成相应的不同明文,最后统计该明文与真实明文间的结构相似度作为度量加密方法抵抗密码学常用攻击手段能力的量化指标。对于一个加密方法来说,不仅其完整加密密文必须完全不可破译,而且其置乱阶段和扩散阶段的密文中也必须有一项是完全不可破译的,否则表明加密方法存在严重的安全缺陷。另外,密文数据集是影响上述方法有效性的关键因素。针对该问题,本文提出了一种相关性密文生成方法,该方法充分利用了明文敏感性密钥的特性,确保了生成的密文和本文评估方法的真实性和有效性。结果 本文以 Arnold 置乱、2D-SCL（2D chaotic map based on thesine map,the chebyshev map and a linear function）加密和基于二维交叉混沌映射的量子加密为例对提出的密文评估方法进行了实验验证,实验中用到的数据集分别是 MNIST（modified national institute of standards and technology database）和 Fashion-MNIST。实验结果显示,本文提出的密文分析模型对上述加密方法及其各个阶段生成的密文图像表现出不同的密文分析能力：对 Arnold 置乱、2D-SCL 扩散和量子 bite 置乱的密文来说,破译图像与真实图像间结构相似性指数（structural similarity,SSIM）的值均大于 0. 6;虽然在其他阶段的密文分析方面的效果较低,但也能破译出部分关键明文信息,呈现出较高的结构相似度。结论 本文提出的密文图像分析方法通过客观的评价指标数据,能够有效地评估加密方法的安全性,为提升混沌图像加密方法的安全性提供了直观有效的量化依据,具有较高的指导意义。     

基于长短时能量均值的活动语音检测算法

为了有效抑制非平稳背景噪音对语音处理系统的严重干扰,提出了一种基于长短时能量均值的活动语音检测算法。该算法基于两个合理的假设,一个是基于语音隐含成分集的稀疏分解,不但能尽可能地深留含噪语音中的语音信息,还能在一定程度上消除非语音类噪音的干扰;另一个是对上述稀疏分解的语音进行重构,该重构信号中语音段的时域能量高于非语音段的时域能量。在上述两个假设的基础上,采用重构信号的时域能量作为音频特征,以当前帧为中心,并将与其相邻的特定数量帧的短时能量均值作为当前帧的得分值;以当前帧及其之前特定数量帧的长时能量均值怍为判决阈值,进而提出了以当前帧的短时能量均值和长时能量均值大小作为判断条件的活动语音检测算法。买验结果显示,该算法能有效地区分低信噪比（平稳噪音和忙平稳噪音）条件下的语音和非语音片段,并且其性能优于基于单Gaussian分布的似然比算法．     

基于长短时能量均值的活动语音检测算法

为了有效抑制非平稳背景噪音对语音处理系统的严重干扰,提出了一种基于长短时能量均值的活动语音检测算法.该算法基于两个合理的假设,一个是基于语音隐含成分集的稀疏分解,不但能尽可能地保留含噪语音中的语音信息,还能在一定程度上消除非语音类噪音的干扰;另一个是对上述稀疏分解的语音进行重构,该重构信号中语音段的时域能量高于非语音段的时域能量.在上述两个假设的基础上,采用重构信号的时域能量作为音频特征,以当前帧为中心,并将与其相邻的特定数量帧的短时能量均值作为当前帧的得分值;以当前帧及其之前特定数量帧的长时能量均值作为判决阈值,进而提出了以当前帧的短时能量均值和长时能量均值大小作为判断条件的活动语音检测算法.实验结果显示,该算法能有效地区分低信噪比(平稳噪音和非平稳噪音)条件下的语音和非语音片段,并且其性能优于基于单Gaussian分布的似然比算法.