[發(fā)明專利]基于Sinc卷積降噪自編碼器的能量跡預(yù)處理方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010851710.0
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111985411A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳平;胡紅鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/063;G06N3/04;G06N3/08;G06K9/62
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

1.一種基于Sinc卷積降噪自編碼器的能量跡預(yù)處理方法，其特征在于，包括：

使用Sinc函數(shù)設(shè)計Sinc濾波器，并將Sinc濾波器作為卷積層的過濾器，獲得Sinc卷積層；

基于Sinc卷積層，構(gòu)造Sinc卷積降噪自編碼器；

利用含噪能量跡和干凈能量跡樣本對構(gòu)成的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練所述Sinc卷積降噪自編碼器；

將待處理的能量跡輸入至訓(xùn)練后的Sinc卷積降噪自編碼器中，得到預(yù)處理后的能量跡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Sinc卷積降噪自編碼器的能量跡預(yù)處理方法，其特征在于，所述使用Sinc函數(shù)設(shè)計Sinc濾波器，并將Sinc濾波器作為卷積層的過濾器，獲得Sinc卷積層包括：

定義低截止頻率和帶寬兩個變量，將兩者設(shè)置為可學(xué)習(xí)的參數(shù)，定義高截止頻率為低截止頻率和帶寬之和；

使用兩個Sinc函數(shù)各自實現(xiàn)對應(yīng)于高截止頻率的濾波器和低截止頻率的濾波器，兩個濾波器之差即為可學(xué)習(xí)截止頻率的帶通濾波器；

對所述帶通濾波器按照分段長度對其應(yīng)用窗函數(shù)，得到卷積層的過濾器；

將過濾器和輸入數(shù)據(jù)作為卷積層的輸入?yún)?shù)，構(gòu)成Sinc卷積層；所述Sinc卷積層，用于提取能量跡的頻域特征。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Sinc卷積降噪自編碼器的能量跡預(yù)處理方法，其特征在于，所述Sinc卷積降噪自編碼器，用于提取能量跡的頻域特征與時域特征，包括，編碼器部分與解碼器部分；其中：

編碼器部分包括依次設(shè)置的輸入層、Sinc卷積層、第一最大池化層、第一卷積層、第二最大池化層、第二經(jīng)典Conv1D層、以及第三最大池化層；

解碼器部分包括依次設(shè)置的第三卷積層、第一上采樣層、第四卷積層、第二上采樣層、第五卷積層、第三上采樣層、以及第六卷積層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Sinc卷積降噪自編碼器的能量跡預(yù)處理方法，其特征在于，所述利用含噪能量跡和干凈能量跡樣本對構(gòu)成的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練所述Sinc卷積降噪自編碼器包括：

獲取已有的含噪能量跡數(shù)據(jù)集合；

對含噪能量跡數(shù)據(jù)計算平均值得到干凈能量跡的訓(xùn)練樣本；

構(gòu)造含噪能量跡和干凈能量跡訓(xùn)練樣本對構(gòu)成的數(shù)據(jù)集；

按照比例將數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集合與驗證集合；

利用訓(xùn)練集合與驗證集合，采用隨機梯度下降的方法對所述卷積降噪自編碼器進行訓(xùn)練，使用最小均方誤差損失函數(shù)；當(dāng)訓(xùn)練過程中驗證集合的損失函數(shù)值不再收斂時，獲得訓(xùn)練好的Sinc卷積降噪自編碼器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Sinc卷積降噪自編碼器的能量跡預(yù)處理方法，其特征在于，該方法還包括：

對預(yù)處理后的能量跡進行質(zhì)量評測，即計算依賴于密碼算法密鑰的中間值和能量跡的信噪比和相關(guān)性，以及將預(yù)處理后的能量跡應(yīng)用到側(cè)信道攻擊，統(tǒng)計攻擊成功需要的能量跡條數(shù)。