語音加密解密算法研究及仿真和實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目木設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)
2025-05-30 13:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，而傅里葉反變換則建立了信號(hào)從頻域到時(shí)域的變換橋梁這兩個(gè)域之間的變換為一對(duì)一映射關(guān)系。倒頻譜，就是對(duì)功率譜的對(duì)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?jiǎn)單的線性疊加，從而在其倒頻譜上可以較容易地識(shí)別信號(hào)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(shí)別中中可采用倒譜變換來觀察語音信號(hào)的各種特點(diǎn)如基頻，從而來區(qū)別兩種語音信號(hào)。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。其計(jì)算公式為： (22)該分析方法受傳感器的測(cè)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(jiǎn)化為單根譜線，以便提取、分析原頻譜圖上肉眼難以識(shí)別的周期性信號(hào)。但是進(jìn)行多段平均的功率譜取對(duì)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(hào)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(shí)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(shí)域n上每隔R個(gè)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(gè)比例因子，它們的關(guān)系如下： [13][14][15][16] (27) 語音信號(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。：［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(jì)算樣本時(shí)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(shí)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(jì)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(hào)變換(2)在將語音信號(hào)讀入時(shí)matlab就已將連續(xù)的語音信號(hào)時(shí)間離散化并存入文件，要將該時(shí)間離散化的信號(hào)變成數(shù)字化信號(hào)還需將各個(gè)時(shí)間離散化信號(hào)值取整，以便于將信號(hào)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?yàn)閙atlab記錄的文檔中語音信號(hào)的數(shù)值有效取值為[,]，也就是說記錄的語音信號(hào)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(gè)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(jiǎn)捷了許多。f2=ceil(y*1000)。%將原語音信號(hào)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(hào)預(yù)處理圖形，經(jīng)過預(yù)處理的語音信號(hào)和原語音信號(hào)大致相同，，不能再恢復(fù)成原語音信號(hào)，但是丟失的這些語音數(shù)據(jù)并不影響用戶對(duì)聲音的判斷，這是語音信號(hào)能夠傳輸?shù)幕A(chǔ)。3 語音信號(hào)加密解密設(shè)計(jì) 加密方案設(shè)計(jì)語音語音加密原理框圖在對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理、加密解密分析之后，將各個(gè)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(hào)原語音信號(hào)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(jiǎn)單的離散混沌系統(tǒng)映射，它來源于對(duì)人口增長(zhǎng)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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