多媒体文件内容修复系统的研究与实现

论文摘要

随着计算机的普及和互联网技术的发展,各种格式的电子文件在生活中得到了广泛的使用。体积小、存储量大、使用方便是电子文件得到广泛使用的原因。然而,互联网络和计算机系统存在着媒体介质和系统运行的不确定性、网络下载的不稳定性,以及计算机病毒的干扰等诸多隐患,直接威胁着文件的完整性和可用性。一旦文件赖以存储的介质受到破坏,造成的损失难以估计。因此,文件的修复技术已经成为了内容信息安全领域中研究与应用的重要方向。传统的数据恢复技术着重于对系统运行的维护,以及数据层面的完整保护。然而,对于文件用户而言,获得一个可用的文件往往比得到一个完整程度更高但却无法打开或无法正常使用的文件显得更有实用价值。目前常用的文件修复软件往往仅针对某一种格式的文件,而且由于商业利益原因所采用的技术多半不对外公开。因此开发自主产权的文件恢复系统势在必行。本文立足于文件内容的修复,提出了有别于传统数据修复技术的内容修复技术,强调文件层面的可用性维护。文章主要针对多媒体文件,进行内容修复技术的研究和实现。全文共分5部分。第一部分是详细说明课题背景,以及课题研究意义。第二部分从文件格式的研究以及文件修复的共性谈起,阐述传统的数据恢复方法、现有的文件修复方法和技术以及各种实现了文件修复功能的软件、开放源代码资源。同时也给出了导致文件损坏或不可用的主要原因。然后对本系统实现了的MP3格式进行了编码原理分析,还介绍了在实现过程中使用到的字符串匹配算法。第三部分在上一章的基础上,对多媒体文件进行了分类。分别对有代表性的WAV、MP3、WMA文件进行了详细的格式分析,从格式分析中提出修复方案,并给出了伪代码。修复方案为两步走:第一步是文件格式的修复;第二步是数据部分的重编码。紧接着对重编码过程进行研究分析。第四部分是系统的具体实现。依次给出了系统的需求分析,功能分析,设计目标,勾画了系统的模型。依照上一章提出的修复方案,设计了MP3 Content Recovery系统,实现了部分修复功能,并给出系统的详细的介绍。还作了系统的性能分析和有针对性的对比测试。第五部分对文件内容修复技术未来的研究、开发以及应用提出了一些设想和展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 信息安全领域的研究课题
• 1.2 文件修复技术介绍
• 1.3 课题研究意义
• 1.4 论文结构安排
• 1.5 本章小结
• 第2章 文件修复技术综述
• 2.1 文件格式研究
• 2.2 文件不可用的根源剖析
• 2.3 传统的数据恢复方法
• 2.4 现有的内容修复技术
• 2.5 MP3格式编码器原理
• 2.6 字符串扫描算法
• 2.6.1 模式匹配的BF算法
• 2.6.2 KMP算法
• 2.6.3 对KMP扫描算法的改进
• 2.6.4 复杂性比较
• 2.7 本章小结
• 第3章 多媒体文件内容修复方法研究
• 3.1 数据集中存放类型的多媒体文件修复方法
• 3.1.1 资源互换文件格式
• 3.1.2 WAV文件格式
• 3.1.3 WAV格式实例
• 3.1.4 WAV格式的修复方法
• 3.1.5 WAV格式的修复算法
• 3.2 数据帧类型的多媒体文件修复方法
• 3.2.1 MP3格式研究
• 3.2.2 固定位率MP3文件的修复方法
• 3.2.3 可变位率MP3文件修复方法
• 3.2.4 WMA文件修复方法
• 3.3 文件格式重编码方法研究
• 3.3.1 DIRECT SHOW体系结构
• 3.3.2 插件重组方法
• 3.3.3 WAV文件转换为MP3文件
• 3.4 本章小结
• 第4章 多媒体文件内容修复系统的设计与实现
• 4.1 需求分析
• 4.2 功能分析
• 4.3 设计目标
• 4.4 系统的框架模型
• 4.5 系统的实现
• 4.6 系统的性能分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 文件内容修复技术的应用与展望
• 5.1 文件系统综合应急响应平台
• 5.2 支持多种多媒体格式的网络播放系统
• 5.3 多媒体文件内容修复技术的未来发展方向
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果