[发明专利]基于对ENF相位谱和瞬时频率谱分析的音频鉴定方法

权利要求书

1.一种基于对ENF相位谱和瞬时频率谱分析的数字音频真伪鉴定方法，其特征在于，所述基于对ENF相位谱和瞬时频率谱分析的数字音频真伪鉴定方法包括：

首先对待测信号进行预处理，包括下采样和窄带滤波，得到以电网频率ENF标准频率为中心的窄带信号；接着对ENF信号进行特征提取，分析ENF信号的相位谱和瞬时频率谱，提取ENF信号的相位谱波动特征，相位谱和频率谱拟合参数特征；

通过判别相关分析DCA方法进行特征融合，最大化不同的特征集之间的相关性，同时消除类间相关性，并限制类内的相关性；

最后应用深度随机森林对融合后的特征进行模型建构，训练好的模型进行迁移学习；模型保存后，对任意待测信号是否被篡改进行决策；

所述基于对ENF相位谱和瞬时频率谱分析的数字音频真伪鉴定方法具体包括：

步骤1：对待测信号进行预处理；

步骤2：对信号中的ENF成分进行相位谱和频率谱的特征提取；

步骤3：使用DCA方法对提取的多个特征集进行特征融合；

步骤4：应用深度随机森林对融合后的特征进行模型建构，对待测信号进行决策。

2.如权利要求1所述的基于对ENF相位谱和瞬时频率谱分析的数字音频真伪鉴定方法，其特征在于，

步骤1，具体包括以下步骤：

步骤1.1：对待测信号x[n]进行预处理，预处理包括下采样、去直流分量，得到x_d[n]；

步骤1.2：将步骤1.1中经过下采样的信号x_d[n]，通过中心频率在ENF标准频率处的带通滤波器，得到信号中的ENF成分x_ENFC[n]。

3.如权利要求1所述的基于对ENF相位谱和瞬时频率谱分析的数字音频真伪鉴定方法，步骤2，具体包括以下步骤：

步骤A1：对x_ENFC[n]进行基于DFT¹的相位谱估计,提取相位谱波动特征F；

步骤A2：对x_ENFC[n]进行基于Hilbert的瞬时频率谱估计；

步骤A3：分别对相位谱和频率谱进行曲线拟合,提取相位谱拟合特征和瞬时频率谱拟合特征

4.如权利要求2所述的基于对ENF相位谱和瞬时频率谱分析的数字音频真伪鉴定方法，步骤A1中，对x_ENFC[n]进行基于DFT¹的相位谱估计，首先对x_ENFC[n]信号进行常规的N点离散傅里叶变换DFT，为基于DFT⁰的相位估计，得到估计相位基于DFT¹相位估计在DFT⁰基础上相位估计，计算x_ENFC[n]在点n处的近似一阶导数：

x′_ENFC[n]＝f_d(x_ENFC[n]-x_ENFC[n-1])

结合近似一阶导数和进行更高阶的相位估计，并对估计结果进行线性插值，得到相位谱估计结果，提取相位谱波动特征F；

步骤A2中，对x_ENFC[n]进行基于Hilbert变换的瞬时频率估计，首先得到x_ENFC[n]的解析函数：

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

其中H代表Hilbert变换；瞬时频率为H{x_ENFC[n]}相角的变化率，估计ENF信号的瞬时频率f[n]，对f[n]去除振荡和边界效应，构建x_ENFC[n]瞬时频率谱；

步骤A3中，据x_ENFC[n]的相位谱和频率谱的特点，分别使用Sum of Sines和Gaussian来拟合相位谱和频率谱曲线；

Sum of Sines表达式形式：

Gaussian表达式形式：

其中表达式参数即为拟合特征，