[發明專利]基于對ENF相位譜和瞬時頻率譜分析的音頻鑒定方法

有效

• 申請號: 201810585686.3
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108806718B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 王志鋒;王靜;左明章;葉俊民;閔秋莎;田元;夏丹;陳迪;羅恒;寧國勤
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: G10L25/51
• 分類號: G10L25/51;G10L25/27;G10L25/03
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種基于對ENF相位譜和瞬時頻率譜分析的數字音頻真偽鑒定方法，其特征在于，所述基于對ENF相位譜和瞬時頻率譜分析的數字音頻真偽鑒定方法包括：

首先對待測信號進行預處理，包括下采樣和窄帶濾波，得到以電網頻率ENF標準頻率為中心的窄帶信號；接著對ENF信號進行特征提取，分析ENF信號的相位譜和瞬時頻率譜，提取ENF信號的相位譜波動特征，相位譜和頻率譜擬合參數特征；

通過判別相關分析DCA方法進行特征融合，最大化不同的特征集之間的相關性，同時消除類間相關性，并限制類內的相關性；

最后應用深度隨機森林對融合后的特征進行模型建構，訓練好的模型進行遷移學習；模型保存后，對任意待測信號是否被篡改進行決策；

所述基于對ENF相位譜和瞬時頻率譜分析的數字音頻真偽鑒定方法具體包括：

步驟1：對待測信號進行預處理；

步驟2：對信號中的ENF成分進行相位譜和頻率譜的特征提取；

步驟3：使用DCA方法對提取的多個特征集進行特征融合；

步驟4：應用深度隨機森林對融合后的特征進行模型建構，對待測信號進行決策。

2.如權利要求1所述的基于對ENF相位譜和瞬時頻率譜分析的數字音頻真偽鑒定方法，其特征在于，

步驟1，具體包括以下步驟：

步驟1.1：對待測信號x[n]進行預處理，預處理包括下采樣、去直流分量，得到x_d[n]；

步驟1.2：將步驟1.1中經過下采樣的信號x_d[n]，通過中心頻率在ENF標準頻率處的帶通濾波器，得到信號中的ENF成分x_ENFC[n]。

3.如權利要求1所述的基于對ENF相位譜和瞬時頻率譜分析的數字音頻真偽鑒定方法，步驟2，具體包括以下步驟：

步驟A1：對x_ENFC[n]進行基于DFT¹的相位譜估計,提取相位譜波動特征F；

步驟A2：對x_ENFC[n]進行基于Hilbert的瞬時頻率譜估計；

步驟A3：分別對相位譜和頻率譜進行曲線擬合,提取相位譜擬合特征和瞬時頻率譜擬合特征

4.如權利要求2所述的基于對ENF相位譜和瞬時頻率譜分析的數字音頻真偽鑒定方法，步驟A1中，對x_ENFC[n]進行基于DFT¹的相位譜估計，首先對x_ENFC[n]信號進行常規的N點離散傅里葉變換DFT，為基于DFT⁰的相位估計，得到估計相位基于DFT¹相位估計在DFT⁰基礎上相位估計，計算x_ENFC[n]在點n處的近似一階導數：

x′_ENFC[n]＝f_d(x_ENFC[n]-x_ENFC[n-1])

結合近似一階導數和進行更高階的相位估計，并對估計結果進行線性插值，得到相位譜估計結果，提取相位譜波動特征F；

步驟A2中，對x_ENFC[n]進行基于Hilbert變換的瞬時頻率估計，首先得到x_ENFC[n]的解析函數：

x^(a)_ENFC[x]＝x_ENFC[x]+i*H{x_ENFC[x]}，

其中H代表Hilbert變換；瞬時頻率為H{x_ENFC[n]}相角的變化率，估計ENF信號的瞬時頻率f[n]，對f[n]去除振蕩和邊界效應，構建x_ENFC[n]瞬時頻率譜；

步驟A3中，據x_ENFC[n]的相位譜和頻率譜的特點，分別使用Sum of Sines和Gaussian來擬合相位譜和頻率譜曲線；

Sum of Sines表達式形式：

Gaussian表達式形式：

其中表達式參數即為擬合特征，