語音加密解密算法研究及仿真和實現(xiàn)項目木設(shè)計方案(編輯修改稿)
2025-05-30 13:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，而傅里葉反變換則建立了信號從頻域到時域的變換橋梁這兩個域之間的變換為一對一映射關(guān)系。倒頻譜，就是對功率譜的對數(shù)值進(jìn)行傅立葉逆變換，將復(fù)雜的卷積關(guān)系變?yōu)楹唵蔚木€性疊加，從而在其倒頻譜上可以較容易地識別信號的頻率組成分量，便于提取所關(guān)心的頻率成分,較準(zhǔn)確地反映故障特性。在語音識別中中可采用倒譜變換來觀察語音信號的各種特點(diǎn)如基頻，從而來區(qū)別兩種語音信號。倒頻譜分析是一種二次分析技術(shù)，是對功率譜的對數(shù)值進(jìn)行傅立葉逆變換的結(jié)果。其計算公式為： (22)該分析方法受傳感器的測點(diǎn)位置及傳輸途徑的影響小，能將原來頻譜圖上成族的邊頻帶譜線簡化為單根譜線，以便提取、分析原頻譜圖上肉眼難以識別的周期性信號。但是進(jìn)行多段平均的功率譜取對數(shù)后，功率譜中與調(diào)制邊頻帶無關(guān)的噪聲和其他信號也都得到較大的權(quán)系數(shù)而放大，降低了信噪比。我們知道，以看作是加窗后函數(shù)的傅里葉變換，為了實現(xiàn)反變換，將進(jìn)行頻率采樣，即令ωk=2πk/L，則有 (23)其中，L為頻率采樣點(diǎn)數(shù)。將在時域n上每隔R個樣本采樣，則可令 (24)用這些求出其離散傅里葉反變換yr(n)如下： (25)而 (26)可以證明，x(n)和y(n)之間只相差一個比例因子，它們的關(guān)系如下： [13][14][15][16] (27) 語音信號的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，畫出語音信號的頻譜圖，倒譜圖作為加密以后圖形的對照，以及與解密后信號的頻譜倒譜做比較，觀察信號的恢復(fù)情況。：［y,fs］= wavread（39。e:\ desktop\39。，（65000））； ％讀入一段語音數(shù)據(jù)t =（0:length(y)1）/fs；％計算樣本時刻subplot（3,1,1）； ％確定顯示位置plot（t,y）； ％畫波形圖legend（39。波形圖39。）；xlabel（39。時間 (s)39。）；ylabel（39。幅度39。）；x = fft（y．*hamming（length（y）））；%作加窗傅立葉變換fm=5000*length(x)/fs； ％限定頻率范圍f =（0:fm）*fs/length（x）；％確定頻率刻度subplot（3,1,2）；plot（f,20*log10（abs（x（1:length（f）））+eps））； ％畫頻譜圖legend（39。頻譜圖39。）；xlabel（39。頻率（Hz）39。）；ylabel（39。頻譜幅度（dB）39。）；c = fft(log(abs（x）+eps))；%倒頻譜計算ms1 = fs/1000；ms20 = fs/50；q = （ms1:ms20）/fs；％確定倒頻刻度subplot（3，1，3）；plot(q，abs(c(ms1:ms20)))； ％畫倒譜圖legend（39。倒譜圖39。）；xlabel（39。倒頻（s）39。）；ylabel（39。倒頻譜幅度39。）； 語音信號變換(2)在將語音信號讀入時matlab就已將連續(xù)的語音信號時間離散化并存入文件，要將該時間離散化的信號變成數(shù)字化信號還需將各個時間離散化信號值取整，以便于將信號轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制數(shù)據(jù)流進(jìn)行加密解密等一系列操作。又因為matlab記錄的文檔中語音信號的數(shù)值有效取值為[,]，也就是說記錄的語音信號的值都為小數(shù)，但在小數(shù)點(diǎn)后第三位就可以區(qū)分出每個數(shù)值的大小，因此為了便于轉(zhuǎn)換可先將其擴(kuò)大1000倍后再取整，這樣就可以從十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，使得程序簡捷了許多。f2=ceil(y*1000)。%將原語音信號擴(kuò)大后取整wavplay(f2,fs)。%播放語音文檔變換后的圖形如下： 語音信號預(yù)處理圖形，經(jīng)過預(yù)處理的語音信號和原語音信號大致相同，，不能再恢復(fù)成原語音信號，但是丟失的這些語音數(shù)據(jù)并不影響用戶對聲音的判斷，這是語音信號能夠傳輸?shù)幕A(chǔ)。3 語音信號加密解密設(shè)計 加密方案設(shè)計語音語音加密原理框圖在對語音信號進(jìn)行預(yù)處理、加密解密分析之后，將各個步驟聯(lián)系起來繪出了語音加密原理框圖如下：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)語音信號原語音信號圖31 語音加密解密原理框圖 加密方案的選用分析 加密方法選用混沌加密方案，基于離散混沌映射的加密系統(tǒng)有Logistic（羅切斯特）映射、Henon（埃農(nóng)）映射、帳篷映射、kent（肯特）映射。Logistic 映射被公認(rèn)為是能體現(xiàn)混沌特點(diǎn)的最簡單的離散混沌系統(tǒng)映射，它來源于對人口增長模型的研究，其表達(dá)式可表示為： (31)其中，x(n)、x(n+1)為 Logistic 映射的狀態(tài)值，μ 為系統(tǒng)參數(shù)。圖 31 是 Lo
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