一种视频辐射信号的监测还原装置、系统与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电子设备电磁信息泄漏的侦收与还原技术领域，特别是涉及一种视频辐射信号的监测还原装置、系统与方法。装置包括吸盘天线、SDR接收设备、近场监测计算机与远程检测计算机。装置设备体积小、实用性强。装置还原视频图像的方法包括基于滑动窗方法有效数据段截取、自相关技术、自动矫正环路消除图像偏移、多帧平均降噪技术、图像处理技术、文字识别技术。经该视频图像还原方法还原的视频图像精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种视频辐射信号的监测还原装置、系统与方法
本专利技术涉及电子设备电磁信息泄漏的侦收与还原
，特别是涉及一种基于自动化远程监控的视频信号电磁泄漏信息的还原装置、系统与方法。
技术介绍
电子信息设备的电磁泄漏信息可以通过辐射、传导的途径向外传播，这两种传播方式相互关联，即存在“能量交换”的现象：一方面，沿导线传导的杂散电磁能量可以通过导线的天线效应，部分能量转换为电磁波辐射出去；另一方面，辐射到空间的电磁能量由于受到周围导线的天线效应，部分电磁能量转换成电流沿导线进行传导以及引发二次辐射等。如果接收这些电磁泄漏信号并进行分析，则可能恢复信号中包含的信息。以计算机显示系统为例，计算机视频信号包含了直接显示的实时图像信息，该图像信息内容丰富。且一般情况下，这些图像信息并不会加密传输。通过对计算机电磁泄漏的视频信号进行截获和还原，就可以监测目标设备实时显示的屏幕信息。在军事、政治等领域均需要使用到计算机设备，计算机设备输出的信息和数据可能是重要的战略资源，深入研究计算机设备电磁泄露信息的截获与恢复技术，是一种具有战略意义的科技储备，能够保障己方在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视频辐射信号的监测还原方法，其特征在于，包括如下步骤：/n获取样本数据并对所述样本数据进行有效数据段截取；所述样本数据由计算机控制SDR接收设备对视频辐射信号进行设定采样频段和采样率的采样获得，所述视频辐射信号由吸盘天线获得；/n对所述有效数据段进行自相关运算，得到所述视频辐射信号的分辨率；/n对所述有效数据段进行双线性插值运算的重采样处理，使重采样后的样本数据的采样率与所述视频辐射信号的分辨率相匹配；/n根据所述分辨率绘制单帧图像；/n对所述单帧图像进行同步检测，区分所述单帧图像的显示区和消隐区；/n根据所述单帧图像的显示区和消隐区，采用图像分割算法对所述单帧图像进行分割重组，使重组...

【技术特征摘要】
1.一种视频辐射信号的监测还原方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取样本数据并对所述样本数据进行有效数据段截取；所述样本数据由计算机控制SDR接收设备对视频辐射信号进行设定采样频段和采样率的采样获得，所述视频辐射信号由吸盘天线获得；
对所述有效数据段进行自相关运算，得到所述视频辐射信号的分辨率；
对所述有效数据段进行双线性插值运算的重采样处理，使重采样后的样本数据的采样率与所述视频辐射信号的分辨率相匹配；
根据所述分辨率绘制单帧图像；
对所述单帧图像进行同步检测，区分所述单帧图像的显示区和消隐区；
根据所述单帧图像的显示区和消隐区，采用图像分割算法对所述单帧图像进行分割重组，使重组后的单帧图像的显示区位于该帧图像的中心区域；
采用图像倾斜自动矫正技术对产生偏斜的所述重组后的单帧图像进行倾斜矫正；
采用多帧平均降噪技术消除所述校正后的单帧图像的噪声，得到降噪单帧图像；
对所有所述降噪单帧图像进行绘制，得到所有复现单帧图像；所述复现单帧图像为采样点采集的视频辐射信号对应的被监测目标显示器的视频图像中的单帧图像；
采用中值滤波算法对所述复现单帧图像进行降噪，得到降噪复现单帧图像；
采用腐蚀和膨胀算法消除所述降噪复现单帧图像的连续噪点并突显所述降噪复现单帧图像中的文字轮廓；
采用图像区域填充算法消除所述降噪复现单帧图像的消隐区，得到填充单帧图像；
对所述填充单帧图像的文本区域进行定位和分割；
标记分割的文本区域为样本，制作数据集；
对所述数据集进行样本训练，识别所述填充单帧图像中的文字。


2.根据权利要求1所述的一种视频辐射信号的监测还原方法，其特征在于，所述获取样本数据并对所述样本数据进行有效数据段截取，具体包括：
设置滑动窗口尺寸，对所述样本数据进行采集；
对所述样本数据进行归一化处理；
计算滑动窗口内的样本数据的方差，计算公式如下：



其中，δ2为滑动窗口内样本数据的方差，xi为第i个数据点样本数据值的大小，μ为滑动窗口内样本数据的数据均值，p(xi)为滑动窗口内数据值大小为xi的数据在样本数据中出现的概率；
计算任意相邻滑动窗口内样本数据的方差的差值；
对所述差值进行起始点阈值判断，若该差值不大于起始点阈值，按规定步长移动滑动窗口并返回所述“计算任意相邻滑动窗口内样本数据的方差的差值”步骤；若该差值大于起始点阈值，则确定截取样本数据的起始点；
继续按规定步长移动滑动窗口，计算滑动窗口内的样本数据的方差和任意相邻滑动窗口内样本数据的方差的差值；
对所述差值进行终止点阈值判断，若该差值不大于终止点阈值，返回所述“继续按规定步长移动滑动窗口，计算滑动窗口内的样本数据的方差和任意相邻滑动窗口内样本数据的方差的差值”步骤；若该差值大于终止点阈值，则确定截取样本数据的终止点；
根据所述截取样本数据的起始点与所述截取样本数据的终止点对所述样本数据进行有效数据段截取。


3.根据权利要求1所述的一种视频辐射信号的监测还原方法，其特征在于，所述对所述有效数据段进行自相关运算，获取所述原始视频信号的分辨率，具体包括：
对所述有效数据段进行自相关运算，得到自相关函数的峰值；
获取所述自相关函数的峰值对应的时间，即所述原始视频信号的行扫描时间和场扫描时间；
求取所述原始视频信号的行扫描时间和场扫描时间的倒数，得到所述原始视频信号的行频和场频的估计值；
根据所述被监测目标显示器的行频和场频的估计值，确定视频辐射信号的分辨率。


4.根据权利要求1所述的一种视频辐射信号的监测还原方法，其特征在于，所述对所述单帧图像进行同步检测，区分所述单帧图像的显示区和消隐区，具体包括：
计算所述单帧图像水平方向像素的平均值n，得到单帧图像水平方向的像素条，所述单帧图像水平方向的像素条的像素序列表示为b[n]；
采用高斯滤波算法对所述单帧图像水平方向的像素条进行模糊平滑处理；
确定所述处理单帧图像消隐区长度2w；
根据所述单帧图像消隐区长度2w，将所述单帧图像水平方向的像素条划分为长度为2w和n-2w的两个区域；
以长度为2w的区域的中点为所述单帧图像水平方向的像素条的分界点，将所述单帧图像水平方向的像素条分割为长度为c和n-c的两个区域；
计算长度为2w的区域的像素平均值，计算公式如下：



其中，c表示所述单帧图像水平方向的像素条的的左端点到消隐区中点的长度，w表示消隐区长度的二分之一，mod表示取余运算；
计算长度为n-2w的区域的像素平均值，计算公式如下：



其中，c表示所述单帧图像水平方向的像素条的的左端点到消隐区中点的长度，w表示消隐区长度的二分之一，mod表示取余运算；
计算所述长度为2w的区域与所述长度为n-2w的区域之间的像素差值的绝对值，计算公式如下：
p(w,c)＝|p1(w,c)-p2(w,c)|
其中，p1(w,c)表示长度为2w的区域的像素平均值，p2(w,c)表示长度为n-2w的区域的像素平均值；
计算p(w,c)取得最大值时的w值与c值，根据所述p(w,c)取得最大值时的w值与c值确定所述单帧图像水平方向显示区和消隐区的分界点；
按照所述单帧图像水平方向的显示区和消隐区的分界点的计算方法计算所述单帧图像垂直方向的显示区和消隐区的分界点；
根据所述单帧图像水平方向的显示区和消隐区的分界点和所述单帧图像垂直方向的显示区和消隐区的分界点区分所述单帧图像的显示区和消隐区。


5.根据权利要求1所述的一种视频辐射信号的监测还原方法，其特征在于，所述采用图像倾斜自动矫正技术对产生偏斜的所述重组后单帧图像进行倾斜矫正，具体包括：
计算所述重组后的单帧图像的偏移方向，计算公式如下：
Vc[n]＝c[n]-c[n-1]
其中，c表示所述单帧图像水平方向的像素条的的左端点到消隐区中点的长度，c[n]表示所述单帧图像帧号为n的c的值，Vc[n]表示c的变化趋势，
若Vc[n]>0,所述重组后的单帧图像向右偏移，场...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪欣，马善立，王丹志，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11