Double compound combination synchronization among eight n-dimensional chaotic systems

Depending on double compound synchronization and compound combination synchronization, a new kind of syn- chronization is introduced which is the double compound combination synchronization （DCCS） of eight n-dimensional chaotic systems. This kind may be considered as a generalization of many types of synchronization. In the communica- tion, based on many of drive and response systems, the transmitted and received signals will be more secure. Using the Lyapunov stability theory and nonlinear feedback control, analytical formulas of control functions are obtained to insure our results. The corresponding analytical expression and numerical treatment are used to show the validity and feasibility of our proposed synchronization scheme. The eight memristor-based Chua oscillators are considered as an example. Other examples can be similarly investigated. The proposed synchronization technique is supported using the MATLAB simula- tion outcomes. We obtain the same results of numerical treatment of our synchronization using simulation observations of our example.

基于多策略融合灰狼算法的移动机器人路径规划

针对标准灰狼算法(GWO)在解决移动机器人路径规划问题时存在初始参数依赖性强、缺乏多样性及易陷入局部极值的缺陷,提出一种基于多策略融合灰狼算法(LTGWO)。首先运用精英化思想将Logistic-Tent复合混沌映射与反向学习结合,优化灰狼种群分布序列;然后引入sigmoid函数修改收敛因子a,平衡算法全局探索与局部开发能力,并改进控制参数C以更好地拟合灰狼实际捕猎过程;最后加入随适应度值变化的比例权重,提高灰狼个体搜索能力,同时采用种群淘汰策略,淘汰适应度值差的个体,促进种群进化。选用3组不同的栅格地图进行实验,实验结果表明:由LTGWO算法生成的平均路径长度、路径长度标准差都优于对比算法。

复合混沌二级置乱图像加密算法研究

针对单一混沌映射所存在的稳定窗问题以及图像置乱加密计算量大的缺点,文章提出了一种基于复合Chebyshev和Logistic映射的混沌二级置乱图像加密算法。算法根据密钥控制复合混沌序列的初始参数,并利用一级置乱产生的混沌序列作为二级置乱加密的初始值生成混沌二维矩阵,进而对图像进行位置和灰度的二级置乱加密。实验结果表明,该算法能有效改善单一混沌序列的稳定窗问题,具有良好的加密效果且计算量小,速度快,适用于实时加密。

一种基于复合混沌序列的实时视频流加密算法

为解决视频信息的安全问题,提出了一种新的混沌视频加密算法。算法将Lorenz系统和双耦合Logistic映射所产生的混沌序列以一种特定的方式产生复合混沌序列,通过异或操作实现了对多媒体视频流AVI文件加密。对算法进行了仿真,并从安全性和效率上进行了分析,实验结果表明,该算法密钥空间大且敏感性强,能抵抗统计分析、差分攻击,为视频加密及传输提供了一种安全而有效的方法。

混沌系统盲水印模型

为了解决目前水印加密系统中存在的单一混沌加密算法安全性能差,而高维混沌加密又公式复杂、计算量大的问题,提出了一种复合混沌加密算法。算法首先将彩色载体图像由RGB空间转换到YCbCr空间,通过在图像的Y分量上实施3级小波分解后,提取小波变换的低频分量作为水印的嵌入区域;然后利用Cat映射、Logistic映射和扰动作为复合混沌发生器,用以将水印图像加密,再将加密后的水印图像嵌入到小波变换的低频区域;在水印检测过程中利用已知的密钥对水印进行重构。实验结果证明,设计实现的加密和水印嵌入算法具有计算量小,可以抵抗JPEG压缩、噪声、滤波等攻击,具有良好的数字水印特性。

复合混沌-人工鱼群混合算法的改进及性能研究

针对人工鱼群算法在寻优过程中接近最优点时收敛速度下降而难以得到精确解,优化复杂问题时易陷入局部极值的缺点,提出了一种复合混沌搜索技术与改进人工鱼群算法相结合的混合算法。该算法采用更具遍历性的组合映射产生复合混沌局部搜索方法,来避免人工鱼长时间陷入局部极值区域,从而更加精确地达到全局最优点;同时,对人工鱼引入反馈-吞食行为进行改进,改进的人工鱼群算法降低了优化后期的复杂度,并提高了优化精度,保证了收敛效率。实验结果表明,在相同参数条件下,该混合算法的收敛速度、优化精度和全局寻优能力均优于基本人工鱼群算法,实例验证了算法的有效性。

机构综合的变参数复合混沌系统方法

在研究了变参数复合混沌系统的特性后,提出了产生复合混合的变参数方法,构造了比带参数混沌更大的Lyapunov指数的变参数复合混沌系统。将基于变参数复合混沌系统的牛顿迭代方法与机构学综合理论相结合,提出了机构学综合问题求解的变参数复合混沌方法。并以平面铰链四杆机构的函数综合与近似综合为例,研究了平面连杆机构的综合问题,得到了能实现给定运动条件的多个机构方案,使机构运动综合的多方案优选成为可能。

一种新的混沌序列生成方式

提出了一种通过构造变参数复合混沌系统来实现有限精度混沌系统的方法 .考察了这种方法对混沌信号的功率谱特性和李雅普诺夫指数的影响 .研究表明 ,利用该方法可以方便地生成大量具有良好自相关特性和互相关特性的混沌序列 .

一种基于复合混沌系统的视频加密方案

研究了一个基于复合混沌系统的视频加密方案.该方案首先将混沌系统产生的伪随机序列转化为密钥序列和置乱矩阵,然后用密钥序列对视频文件的DCT系数加密,最后将每个视频帧内的宏块按照置乱矩阵置乱.对实验结果进行分析,结果表明该方案不但具有安全性高、加密速度快、灵活性好的特点,而且不会改变码流格式和结构特征.

大口径压电快摆镜机构迟滞非线性补偿与控制

为了提高空间天文望远镜精密稳像系统中大口径压电快摆镜机构(Fast Steering Mirror,FSM)的控制精度,采用迟滞前馈补偿和最优PID控制算法相结合的复合控制策略。针对基于广义Play算子的Prandtl-Ishlinskii (PI)模型可逆性受约束条件限制以及求逆过程中模型参数估计误差累加的问题,提出了一种基于广义Stop算子的PI逆模型进行压电执行器(Piezoelectric Actuator, PZT)迟滞补偿。针对逆迟滞模型的不确定性和直接前馈控制抗干扰能力差的问题,在控制系统中加入最优PID闭环控制器。采用自适应差分进化算法(Adaptive Differential Evolution, ADE)对迟滞逆模型参数和PID控制器参数进行寻优并引入混沌搜索机制来提高ADE算法的性能。实验结果表明:与传统PI模型解析求逆方法相比,基于广义Stop算子的PI逆模型能够更好描述逆迟滞曲线,拟合频率为1 Hz的迟滞曲线,拟合精度提高78.04%;实时跟踪频率分别为1、10、20 Hz的大口径快摆机构目标摆动位移,复合控制策略的跟踪精度相比于直接前馈控制分别提高了38.56%,22.92%和13.5%。

主流图像加密技术及其新进展

随着网络技术的发展,通信隐私和信息安全技术越来越受重视。本文综述了多种图像加密技术的原理、特点和进展,指出了数字图像加密技术的发展方向。

没有线性项的混沌系统分析与电路设计

构造了一个没有线性项的新三维连续自治混沌系统,该系统仅由非线性项和常数项构成,一个非线性项是指数小于1的复合幂函数,通过调节参数,系统能生成两种不同类型的吸引子,即隐藏吸引子和自激吸引子。同时,对系统的复杂动力学行为进行了详细分析,包括平衡点的类型、Lyapunov指数谱、分岔图和庞加莱映射等,结果表明此系统具有混沌特性。最后,针对此混沌系统,进行了相应的电路设计,仿真结果验证了理论分析的正确性。

自适应混沌蚁群算法的神经滑模控制器仿真

针对RBF神经网络权值在线优化较慢的问题,通过自适应混沌蚁群算法对神经网络的权值进行离线优化,利用在线自适应算法对神经网络的权值进行局部调整,提出了一种自适应混沌蚁群神经网络学习方法,该方法缩短了神经网络的在线学习时间,同时也抑制了滑模的抖振。仿真结果表明,基于自适应混沌蚁群算法的神经滑模控制具有强的鲁棒性,完全适用于不确定干扰上界未知的复合试验系统的振动控制,并且降低了系统的保守性。

基于一维混沌映射的高效图像加密算法

随着多媒体技术的发展,基于数字图像的应用日益普及,图像本身的安全问题及图像所有者的隐私问题愈发严重。不同于文本数据,数字图像作为一种二维数据,其数据量大,冗余度高,像素间相关性强,将传统的一维数据加密方法直接应用于图像加密中难以达到加密的效果。当前,基于混沌理论的加密方法是图像加密领域的主流方法之一,其往往采用置乱-扩散的经典结构,利用所生成混沌序列的高随机性保证加密结果的安全性,同时具备较高的加密效率。然而,为了进一步增强加密算法的安全性,此类方法提出了大量复杂的混沌映射,如超混沌、多级混沌等,但它们的计算复杂度较一维混沌映射有了大幅增加。对此,文中设计了一种高效的一维复合混沌映射SPM,其将Sine映射和PWLCM映射结合,扩大了混沌映射的范围并保证了结果的遍历性,在不降低安全性的前提下极大地提升了混沌序列的生成效率;基于此,提出了一种新型结构下的高效图像加密算法,该算法仅需一轮置乱-扩散-置乱过程即可完成图像的加密,相较于传统方法减少了加密的轮数,进一步提升了加密的效率。实验表明,所提方法能够有效抵御选择明文/密文攻击,相较于已有算法,加密效率平均提升了约58%,具备较强的实用性。

基于小波变换和复合混沌系统的数字图像水印算法

提出了一种基于小波变换和复合混沌系统的数字图像水印算法.在水印嵌入过程中,算法首先对原始图像进行离散小波变换,提取其低频部分作为嵌入区域;在对水印进行加密时,不是使用以往单混沌序列,而是采用复合混沌系统产生的混沌序列;再将加密后的水印进行小波变换并提取其低频部分;最后将加密水印的低频部分嵌入到原始图像的低频部分中.通过水印相关系数NC和峰值信噪比PSNR评价水印算法性能.实验结果表明,该算法可以抵抗JPEG压缩、噪声、滤波等攻击,图像水印效果很好.

一种高安全性的复合混沌序列的性能研究

基于Logistic型混沌序列及Chebyshev型混沌序列构造出一种新的复合型混沌序列。对该复合型混沌序列的初值敏感性和复杂度等混沌性质以及平衡性、相关性等扩频性能进行了仿真研究。仿真结果表明,该复合型混沌序列有着更强的初值敏感性和更高的复杂度;除此之外,该复合型混沌序列在平衡性、自相关、互相关方面性能不仅优于原混沌序列,而且与应用在GPS系统中的P码相比,在相关性性能方面也有优势。本文提出一种序列优选方式,通过该优选方法选出的复合型混沌序列数目比Logistic型和Chebyshev型混沌序列的优选序列数分别多出31%和67%。该复合型混沌序列是一种安全性高,扩频性能优良,生成简单,序列数目众的扩频码片。

基于深度学习压缩感知与复合混沌系统的通用图像加密算法

提出一种适用于灰度图像与RGB格式彩色图像的通用图像加密算法.利用双线性插值Bilinear与卷积神经网络对图像进行压缩,再使用二维云模型与Logistic组成的复合混沌系统对压缩图像加解密(滑动置乱与矢量分解),最后对解密图像进行重构.重构网络中,由卷积神经网络与双线性插值Bilinear主要负责重构轮廓信息,全连接层主要负责重构颜色信息.实验结果表明,该基于深度学习压缩感知与复合混沌系统的通用图像加密算法在数据处理质量和计算量上有着很大优势.由于复合混沌系统有着足够大的密钥空间且将明文哈希值与密钥关联,可实现一图一密的加密效果,能有效抵抗暴力攻击与选择明文攻击,与对比文献相比,相关系数更接近理想值且信息熵与明文敏感性指标也都在临界值范围内,其加密算法有着更高的安全性.

一种基于新复合混沌系统的图像加密算法

提出了一种由Logistic映射和正弦映射组合而成的复合混沌系统.与原混沌系统相比,复合混沌系统产生的混沌序列性能更好,且产生混沌特性的参数范围更大.为了验证新复合系统在图像加密中的应用效果,提出了一种新的图像加密方案,该方案证明了新系统在加密应用中的有效性.理论分析和仿真实验表明,该加密方案具有良好的密码学性能,算法能够抵抗蛮力攻击、统计分析攻击、差分攻击、选择明(密)文攻击.

基于复合混沌系统与人工神经网络学习的图像加密算法

为了提高密文的安全性,有效抗击明文攻击,提出了基于复合混沌系统与人工神经网络学习的图像动态加密算法。首先,基于非线性组合理论,利用Logistic、Tent与Sine映射来设计复合混沌系统,基于明文像素值,生成其初值,以输出混沌序列;将混沌序列作为输入层,引入人工神经网络,对其进行训练学习,消除其混沌周期性,输出神经网络序列,并定义集合混淆方法,对明文完成置乱;构造量化方法,对神经网络序列进行量化,获取密钥流;通过将混淆图像完成分类,联合密钥流,通过设计分段异扩散技术,改变其像素值,输出密文。实验结果显示,与当前图像加密机制相比,所提算法的输出密文具有更高的安全性与抗明文攻击能力。

轴承早期复合故障诊断的一种非线性检测方法

针对强噪声背景下的信号难于检测的问题,利用混沌阵子对周期信号的敏感性和对噪声的免疫力,提出了一种用Duffing阵子结合欧氏距离检测微弱信号的新方法。该方法采用欧氏距离确定混沌振子由混沌状态向大尺度周期状态转换的临界阈值,并利用欧氏距离的跃变自动识别混沌振子的状态。应用该方法对仿真信号和深沟球轴承的早期模拟故障信号进行分析,验证了其可行性,同时分析了相位差和噪声对于系统特性的影响,并用Simulink进行了仿真。