1.一种对抗样本的生成方法,用于将扰动加入到振动信号中,其特征在于:包括以下步骤:步骤1、对原始振动信号样本进行预处理,得到预处理后的样本xt;该样本xt的采样序列依次为:xt(1)、xt(2)、...xt(n)...xt(N);n∈{1、2...N};N为样本xt的采样序列总个数;
步骤2、将该样本xt输入到目标网络f中,计算损失函数 t的初始值为0;
步骤3、计算更新后的样本xt+1:根据下述公式对采样序列点xt(n)进行更新,得到更新后的采样序列点xt+1(n);
其中,α为预设阈值,0<α<1; 为对损失函数 求取采样序列点xt(n)的梯度; 为计算 的符号函数;
依次使n=1、2...N,得到更新后的采样序列点xt+1(1)、xt+1(2)、…xt+1(N),即得到更新后的样本xt+1;
步骤4、对更新后的样本xt+1进行度量,得到该样本xt+1的度量结果;
具体为:采用滑动窗口将样本xt+1的采样序列点分成等长度的多个片段,通过下述计算公式计算每个片段的度量结果,并求取所有片段的度量结果的平均值作为该样本xt+1的度量结果;
某一个片段的度量结果Cost(s)计算公式为:其中,mean( )为计算平均值的函数;S为每个片段的长度;s是某一个片段的起始位置;
2 2
|x0(k)|为计算x0(k)的绝对值平方;|xt+1(k)‑x0(k)|为计算xt+1(k)‑x0(k)的绝对值平方;
步骤5、判断步骤4中度量结果是否大于预设的度量阈值,如是,则将xt+1作为xt的对抗样本,结束;如否,则将t值加1后更新t值,并转至步骤2。
2.根据权利要求1所述的对抗样本的生成方法,其特征在于:所述步骤1中对原始振动信号样本进行预处理,具体为:将原始振动信号样本中的每个采样序列数据均归一化到[0,1];归一化计算公式为:其中,x为采样序列数据,k(x)为采样序列x归一化后的数值。
3.根据权利要求1所述的对抗样本的生成方法,其特征在于:所述步骤2中目标网络f为神经网络。
4.一种对抗样本的防御方法,用于对使用上述权利要求1~3任一项所述的对抗样本的生成方法生成的对抗样本进行防御,其特征在于:包括以下步骤:步骤a、对采集的振动信号样本进行预处理;
步骤b、在上述对抗样本生成时使用的目标网络f中的不同神经网络层之间添加数据处理层,以构建成防御网络;
该数据处理层的计算公式为:
其中,yi为数据处理层的输出,xi为数据处理层的输入,γ和δ均为需要学习的参数;
m为每一批次输入到数据处理层的数据总个数;∈
为预设常数;
步骤c、使用步骤a中多个预处理后的振动信号样本对构建的防御网络进行训练,得到训练完成后的防御网络。
5.根据权利要求4所述的对抗样本的防御方法,其特征在于:所述步骤a中的预处理具体为将采集的振动信号样本归一化至[0,1]。