【正文】 21， 42(11)： 78～80 [6]陳平華，謝國(guó)波，劉怡俊，楊時(shí)楷．基于混沌的語(yǔ)音實(shí)時(shí)加密傳輸系統(tǒng)．通信技術(shù)， 2021， 08（ 43）： 140～ 145 [7]韓紀(jì)慶，張磊，鄭鐵然．《語(yǔ)音信號(hào)處理》．清華大學(xué)出版社， 2021 年 [8]陳宇鋒．基于聲卡和 MATLAB 的語(yǔ)音信號(hào)采集和處理．高教裝備， 2021（ 5）：49～ 56 [9]． Matlab 之語(yǔ)音處理與合成工具箱（影印版）．北京：清華大學(xué)出版社， 2021． [10]侯爽 ． 語(yǔ)音加密算法及其在網(wǎng)絡(luò) 通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 [學(xué)位論文 ]． 南京： 南京理工大學(xué) ， 2021 [11]Jiri ciphers based on twodimensional chaotic maps. . Bifureation and Chaos. 1998， 8(6):1259 一 1284 [12]李暉、李麗香、邵帥：《對(duì)稱密碼學(xué)及其應(yīng)用》，北京郵電大學(xué)出版社， 2021 [13]趙淑敏 . 基于 MATLAB 實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)頻譜分析 . 信息通信 . 2021(4)： 15～ 17 [14] 姚天任 . 《 數(shù)字語(yǔ)音處理 》 .華中科技大學(xué)出版社， 1991 年 [15] 劉衛(wèi)國(guó) . 《 MATLAB 程序設(shè)計(jì)教程 》 .中國(guó)水利水電出版社， 2021 年 [16] 張登奇 ,蔣敏 .基于 MATLAB 的音頻信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn) .電腦知識(shí)與技術(shù)， 2021（ 2） 河 北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 [17]張海合 .語(yǔ)音混沌無(wú)線通信及其 DSP 技術(shù)的實(shí)現(xiàn) [學(xué)位論文 ].廣東：廣東工業(yè)大學(xué)， 2021 [18]王東 .數(shù)字加密電話的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [學(xué)位論文 ].哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué) .2021 [19]楊殿寶 .板式冷卻器應(yīng)用注意事項(xiàng) .液壓氣動(dòng)與密封 .2021() 河 北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 致 謝 本論文是在我的指導(dǎo)老師吳煥麗副教授的悉心指導(dǎo)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的監(jiān)督下完成的。 。在每周一次的例行會(huì)議上，吳老師都詳細(xì)的將我們的錯(cuò)誤指出來(lái)讓我們自己改正。事實(shí)上這種完全相同一般是不會(huì)發(fā)生的，因?yàn)楸菊n題設(shè)計(jì)的沒有傳輸過程，所以恢復(fù)的語(yǔ)音信號(hào)與量化后的語(yǔ)音信號(hào)無(wú)誤差，而實(shí)際中信號(hào)會(huì)在傳輸圖 3 圖 4 河 北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 過程中或多或少的都出現(xiàn)誤差，因此不會(huì)有完全相同的恢復(fù)信號(hào)。現(xiàn)將四幅圖列出以觀察對(duì)比結(jié)果。然后將每行七位 帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成為有正有負(fù)的一維十進(jìn)制整數(shù)。 第六步：將第三步生成的一維密鑰流序列與第五步生成的一維明文流序列按位進(jìn)行異或生成一維的密文流序列。 第三步：兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行 logistic 映射迭代，并動(dòng)態(tài)比較兩個(gè)系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)值得到 一維 密鑰流 序列 。該算法的計(jì)算量小，加密的方式簡(jiǎn)單，但是有很強(qiáng)的保密能力，是現(xiàn)在信息加密 采用的主要方 法。不同的 μ值、不同的初始狀態(tài)值以及不同的初始迭代次數(shù)的組合大大地減少了周期窗口出現(xiàn)的幾率，提升了偽混沌二進(jìn)制位序列的不可預(yù)測(cè)性，在擴(kuò)大密鑰空間的同時(shí)，提高了算法的安全性。兩個(gè)映射先分別迭代 m 和 n 次，得到兩個(gè)狀態(tài)值 xm和 yn，然后再開始同時(shí)迭代，每次 迭代后，比較兩個(gè)映射的狀態(tài)值。加密過程表示成： c=c1c2…=es(1)(p1)es(2)(p2)… (32) 其中， p={ p1,p2… }是明文位串 ,{s(1),s(2)… }是偽混沌位序列， c={ c1,c2… }是密文位串。在此基礎(chǔ)上，提出先讓兩個(gè)映射進(jìn)行次數(shù)不等（在 50 到 100 次之間）的初始迭代，然后再同時(shí)迭代 [6]的方案，并基于此方案，進(jìn)行語(yǔ)音截取 A/D 轉(zhuǎn)換 加密 解密 密鑰 Logistic映射 D/A轉(zhuǎn)換 初始狀態(tài)值 參數(shù) μ 恢復(fù)語(yǔ)音信號(hào) 原語(yǔ)音信號(hào) 圖 31 語(yǔ)音加密解密原理框圖 河 北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 采集、壓縮、實(shí)時(shí)加 /解密等功能的實(shí)現(xiàn)。 [6]周期 3 窗口及鄰接系列窗口如圖 2 所示。 圖 31 是 Logistic 映射分岔圖。%將原語(yǔ)音信號(hào)擴(kuò)大后取整 wavplay(f2,fs)。倒頻譜幅度 39。倒譜圖 39。頻率（ Hz） 39。幅度 39。波形圖 39。將 ()kn jeX ? 在時(shí)域 n 上每隔 R 個(gè)樣本采樣，則可令 ( ) ( ) , , 1 , 2 ,.. .kkjj n rR reeYXr rR??? ? ? (24) 河 北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 用這些 ()kr jeY ? 求出其離散傅里葉反變換 yr(n)如下： 11( ) ( )0 kkL j j nny eeY rrL k ???? ?? (25) 而 ( ) ( )y n ny rr??? ???? (26) 可以證明， x(n)和 y(n)之間只相差一個(gè)比例因子，它們的關(guān)系如下： ( ) ( ) ( ) /jy n x n W Re ?? [13][14][15][16] (27) 語(yǔ)音信號(hào)的 matlab 分析 根據(jù)以上分析及相應(yīng)公式， 用 matlab 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，畫出語(yǔ)音信號(hào)的 頻譜圖，倒譜圖作為加密以后圖形的對(duì)照，以及與解密后信號(hào)的頻譜倒譜做比較，觀察信號(hào)的恢復(fù)情況。 倒頻譜分析是一種二次分析技術(shù)，是對(duì)功率譜的對(duì)數(shù)值進(jìn)行傅立葉逆變換的結(jié)果。這是因?yàn)榇翱诤瘮?shù)ω (n)通常具有低通頻率響應(yīng)，而指數(shù) kje? 對(duì)語(yǔ)音信號(hào) x(n)有調(diào)制的作用，使頻譜產(chǎn)生移位，即將 x(n)頻譜中對(duì)應(yīng)于頻率 ω k 的分量平移到零頻。 信號(hào) x(n)的短時(shí)傅里葉變換定義為 圖 語(yǔ)音數(shù)據(jù)處理 河 北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 ( ) ( ) ( )j j mx m n meeX nm???? ????? ? ? (21) 式中， ω (n)為窗口函數(shù)。進(jìn)行頻譜分析時(shí)，在時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行短時(shí) FFT 處理之前 都要進(jìn)行加窗處理。x]；％將語(yǔ)音數(shù)據(jù)段重復(fù)三遍 wavplay (x)；％播放語(yǔ)音 subplot（ 2,1,1）； %確定顯示位置１ plot（ y）； ％畫原文件完整數(shù)據(jù)語(yǔ)音波形圖 subplot（ 2,1,2）； %確定顯示位置２ plot（ x）； ％畫處理后數(shù)據(jù)語(yǔ)音波形圖 wavwrite（ x,fs,‘ e:\desktop\’）； %將處理后的數(shù)據(jù)寫入文檔 河 北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8x 1 04 0 . 2 0 . 100 . 10 . 20 1 2 3 4 5 6 7x 1 04 0 . 1 0 . 0 500 . 0 50 . 1 分析： 為了使圖形簡(jiǎn)單且 突出語(yǔ)音信號(hào)特點(diǎn)截取了單聲道的聲音波形，并將其重復(fù)三遍，以便于觀察在進(jìn)行混沌加密時(shí)對(duì)于相同的聲音信號(hào)加密后的波形的變化。 例：讀取并播放聲音文件“ ”，截取其左聲道中第二秒鐘的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，將它重復(fù)三遍后再播放，然后顯示比較這兩組語(yǔ)音數(shù)據(jù)的波形圖，最后將處理后的數(shù)據(jù)以單聲道寫入文檔“ ”并保存。在 5～ 50ms 的范圍內(nèi)，語(yǔ)音的頻譜特性和一些物理特征參數(shù)（短時(shí)能量、平均幅度、短時(shí)平均過零率）基本保持不變或者變化很緩慢，這就是語(yǔ)音信號(hào)的短時(shí)平穩(wěn)性。 2 語(yǔ)音信號(hào)讀取與預(yù)處理 語(yǔ)音信號(hào)的 特點(diǎn)與 選取 頻率特點(diǎn)：語(yǔ)音信號(hào)是隨時(shí)變化的一維信號(hào)，它的頻率范圍可達(dá) 10KHz 以上， 但是對(duì)于語(yǔ)音的清晰度和可懂性有明顯影響的頻率成分，最高約為 。 （ 2） 實(shí)現(xiàn)將語(yǔ)音連續(xù)信號(hào)進(jìn)行離散取整，并將十進(jìn)制的信號(hào) (有正有負(fù) )轉(zhuǎn)換成為二進(jìn) 制的序列流，注意序列變換的行列順序。然后將明文 原信號(hào) 加密 密 信道 解密 原信號(hào) 加密鑰 解密鑰 {Sn} {Sn} {Fn} {Fn} {Xn} {Yn} 圖 信號(hào)的加密解密過程 河 北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 流與密鑰流進(jìn)行異或得出密文流，并各自畫出三種序列流的頻譜圖與倒譜圖作為對(duì)照。從實(shí)質(zhì)上來(lái)說 ,解密過程是加密過程的逆運(yùn)算 ,它的目的是為了從密文中剔除加密鑰 ,使得密文僅余下明文