装备系统故障自愈原理研究

装备故障可否在其运行中得到控制或自行消除？故障能否像人和动物的疾病一样可以“自愈”？在系统科学的指导下，移植现代医学“自主调理”治疗原理，包括免疫、防御、代偿、自修复和适应等，可以用来指导研究装备自愈原理及工程应用；重点研究了以故障预防和消除为目标的装备系统自愈调控原理，为研制出具有自愈功能的新一代装备提供科学依据。     

一种基于SPIHT编码的自恢复脆弱水印算法

文章提出了基于SPIHT编码的图像自恢复脆弱水印算法,它对宿主图像进行SPIHT编码得到恢复水印,由宿主图像第三层小波变换的低频带系数的大小关系产生认证水印。对恢复水印与认证水印进行置乱与纠错编码后嵌入到原灰度图像位平面编码的低两位。通过实验仿真证明该算法能定位图像篡改的位置,且能恢复出被篡改位置的真实图像内容。     

基于LED光通信的传感数据自组织自恢复系统

针对物联网传感信息传输的特定需求,在LED（Light Emitting Diode）照明功能基础上,引入可见光通信功能。充分开发了基于光网络的信息传输自组织、自恢复功能,提出了系统节点设计方法和底层信号链路linux驱动方法,阐述了路由发现算法与通信协议的实现过程。并就嵌入式系统环境下的自组网、自协调过程进行了编程调试与有效测试,得到相应的实验数据。验证了系统架构、传输过程和核心算法的可行性和完备性,为实用研发奠定了坚实的理论基础。     

安全的变容量恢复水印方案

针对现有水印算法大多无法准确定位并恢复被篡改区域的问题,兼顾水印嵌入容量和安全性,提出了一种安全的变容量恢复水印算法.该算法首先将原始图像分成纹理块和平滑块,纹理块除了保存常规信息外,还保存了"细节"信息,不同块将根据自身特点产生不同长度的"复合水印".所谓"复合水印"是指水印由认证水印和信息水印构成,其中认证水印用于检测篡改区域,信息水印用于恢复图像.然后采用新提出的"3级秘钥嵌入方案"(three level secret-key embedding scheme,TLSES)将图像块的"复合水印"随机嵌入在其他图像块中,再利用"3级篡改检测方案"(three level tamper detection scheme,TLTDS)定位被篡改图像块并进行恢复.实验结果表明,所提出的水印算法不仅能够准确检测篡改区域并恢复图像,而且能够有效地抵抗均值攻击和拼贴攻击.     

基于纠错编码的图像篡改恢复方法的研究

利用具有纠错功能的汉明码和置乱技术,提出了一种基于纠错编码技术与LSB结合的图像内容篡改恢复方法。提取图像的原始特征作为信息源码生成校验码,将生成的校验码经Arnold置乱后嵌入原始图像。当水印图像被篡改后,根据提取的校验码恢复图像的原始特征。实验结果表明,该算法对图像局部发生的篡改可以有效地检测并定位,并且具有较好的自恢复功能。     

高速透平机械轴位移故障自愈调控系统研究

在机器故障停机前能做些什么?机器故障可否在运行中自行消除?本文对轴位移故障自愈调控系统做了研究。这套系统是通过调整平衡盘两侧的压力差来调整高速透平机械转子的残余轴向力。首先总结了轴位移故障的特征和导致故障的直接原因,将它们和可倾瓦止推轴承的性能相结合,组成一故障诊断专家系统。接着,通过在线实时检测机器的轴位移、轴向力以及轴承温度,由专家系统决定是否需要故障自愈调控系统。最后介绍了关于该自愈调控系统的试验设备。     

废弃橡胶轮胎-砂土复合体的承载试验研究

为探索地基加固新方法，解决废弃橡胶轮胎堆放引起的环境问题，提出了一种废弃橡胶轮胎环箍散体材料的新型复合地基。通过橡胶轮胎条拉伸试验，得到废弃橡胶轮胎的弹性模量；通过废弃橡胶轮胎-砂土复合体轴压试验，分析加载制度和侧限条件对地基承载力的影响规律、轮胎内壁的应力分布规律及复合体内部土应力变化规律。结果表明：与快、慢速加载制度相比，单向往复加卸载时，复合体的承载性能和自恢复能力最优；有侧限条件下复合体的承载性能较好，但侧限条件对复合体的自恢复能力没有影响；在有、无侧限条件下，轮胎内壁的应力分布规律存在较大差异；同一径向平面上，距复合体中心处越近，受橡胶轮胎环箍效应的影响越小，土应力值越大。     

Region-based scalable self-recovery for salient-object images

Self-recovery is a tamper-detection and image recovery methods based on data hiding. It generates two types of data and embeds them into the original image: authentication data for tamper detection and reference data for image recovery. In this paper, a region-based scalable self-recovery (RSS) method is proposed for salient-object images. As the images consist of two main regions, the region of interest (ROI) and the region of non-interest (RONI), the proposed method is aimed at achieving higher reconstruction quality for the ROI. Moreover, tamper tolerability is improved by using scalable recovery. In the RSS method, separate reference data are generated for the ROI and RONI. Initially, two compressed bitstreams at different rates are generated using the embedded zero-block coding source encoder. Subsequently, each bitstream is divided into several parts, which are protected through various redundancy rates, using the Reed-Solomon channel encoder. The proposed method is tested on 10 000 salient-object images from the MSRA database. The results show that the RSS method, compared to related methods, improves reconstruction quality and tamper tolerability by approximately 30% and 15%, respectively.     

变胞四足机器人倾覆后的变胞恢复机理及其特性研究

机器人在无人环境下工作时，受外力及地形等因素影响而发生倾覆失去运动能力的情况难以避免，因此机器人需要具备倾覆后的自我恢复能力。在以静态方法为基础的恢复方法中，传统的恢复方式只能依靠腿部的运动来实现,而基于变胞四足机器人的可动躯干，可以提出一种区别于传统方法的利用躯干运动来实现四足机器人自我恢复的策略,该策略借鉴仿生灵感对动作进行规划。从力和能量的角度将这一方法与躯干无变胞的情况进行了对比，得到了优化的质心轨迹与减振方法。此外，利用仿真软件与变胞机器人样机对该策略进行了仿真与实物实验，验证了该方法的可行性并证明其可降低实现静态自我恢复的难度，并且通过不同条件下的实验证明了其在不同地形下具有一定的稳定性与适应性。     

非等量备份和双认证自修复有限域图像分存

传统有意义图像分存方案存在认证能力偏低、攻击后不具备修复能力或修复能力整体较弱以及嵌入掩体视觉质量不高等问题.针对以上问题,提出一种结合非等量备份和双认证自修复有限域图像分存方案.所提方案包含分存和恢复阶段.在分存阶段,首先对密图做1级离散小波变换,取LL子带按密钥置乱,并对置乱后LL子带每个系数比特按比特位重要程度分组进行非等量备份来构造与密图等大备份图;然后对密图和备份图每个像素及其对应7K-13位认证信息在GF（2⁷）有限域进行（K,N）分存,将产生的7位分存信息和使用密钥产生的1位认证信息使用优化LSB法嵌入到N个掩体2×2分块中;最后对密钥进行（K,N）分存,将子密钥对应MD5值公开到第3方公信方并将子密钥和嵌入掩体分发给参与者.在恢复阶段,首先对参与者提供的子密钥真实性进行检验,利用检验通过子密钥对密钥进行恢复;其次对分发掩体2×2分块嵌入的分存信息和1位认证信息使用密钥进行第1重认证,利用第1重认证通过分存信息重建GF（2⁷）有限域分存多项式,提取出密图和备份图每个像素及其对应的7K-13位认证信息并对其进行第2重检验和构造初步密图、备份图以及认证图;再次由备份图和认证图重构密图LL子带,然后对其做逆置乱和逆离散小波变换得到密图修复参考图;最后对认证图每一个认证不通过秘密像素,根据其周围像素认证情况选择多项式插值拟合或进行修复参考图像素替代修复.理论和实验表明,同现有方法相比,所提方法具备更好认证能力,并能充分使用双认证和自然图像邻近像素相关性来提升其攻击后修复能力,且分发掩体具备较高视觉质量.