一种二维元胞自动机图像并行加密算法

本文给出一种在二维离散小波分解(DWT)基础上,应用二维元胞自动机并行对数字图像进行加密算法。该并行算法使用小波变换将加密的数据集中到图像数据的低频系数上,大大地减少了需要加密和解密的运算量。同时,算法自动根据CPU的核数进行并行任务的分配,能充分利用二维元胞自动机良好的并行特性,进行快速加密。仿真试验结果证明了该方法的有效性,分析表明该算法具有高效、密钥空间大的特点,且具有一定抵抗恶意攻击的鲁棒性和抗统计攻击的能力。     

一种基于元胞自动机的安全多重图像水印算法

提出一种多重图像水印算法,利用元胞自动机和元胞自动机变换丰富复杂的性质增强水印安全．将图像分割成不重叠的子块,由混沌序号序列决定一个子块中将嵌入哪个图像水印,通过水印私钥对水印进行置乱加密和对子块进行二维元胞自动机变换,然后在低频系数中量化嵌入加密水印．实验结果表明,提出的算法有很好的安全性、不可见性和鲁棒性,多个水印的嵌入和提取互不干扰．     

基于元胞自动机的字符图像平滑

建立了字符平滑的元胞自动机模型,用于处理字符图像中常见的黑白噪声,通过分析元胞自动机的局部转换函数,编写了相应的演化规则和算法,最后利用MATLAB编程分别对不同的含黑白噪声图像进行了处理,平滑效果良好,并与传统中值滤波方法进行比较,说明将元胞自动机用于字符图像平滑是一种非常有效的方法,同时元胞自动机适合并行计算,该方法也为图像处理的VLSI电路实现提供了一种新的途径.     

基于RCA-BA算法的配电网故障区段定位研究

为提高配电网故障区段定位灵敏度和准确率,快速处理故障,恢复供电。将可逆元胞自动机(RCA)与蝙蝠算法(BA)相结合,将蝙蝠看作元胞形成可逆元胞蝙蝠算法(RCA-BA)。蝙蝠不断地在其邻居和前置状态范围内进行寻优。利用动态惯性系数改进BA算法的速度、位置等变量的更新方式,增强了RCA-BA算法搜索的灵敏度,提高了算法搜索到全局最优解的概率。MATLAB仿真结果表明可逆元胞蝙蝠算法能够迅速准确的定位故障区段,同时受采集信号畸变的影响小。     

基于元胞自动机变换的重复水印算法

为了在满足水印不可见性和鲁棒性的同时,充分保障水印的安全性,提出了一种元胞自动机域的水印重复嵌入算法.利用元胞自动机的复杂多变的动力学特征,设计一个长的密钥矢量,先对水印进行元胞自动机加密,再对图像子块进行元胞自动机变换,利用纹理掩蔽特征将加密水印重复地嵌入图像子块中,水印检测无需原始图像.实验结果表明提出的算法有很好的鲁棒性、安全性和不可见性.     

城市交通系统动力学特性研究——带信号灯控制的一维元胞自动机模型研究

元胞自动机的交通流模型以简单的规则反映交通过程中实际存在的各种复杂因素,并能在计算机上方便实现,从而可以演示这些因素对城市交通系统动态特性的影响。本文系统阐述了元胞自动机在交通流上的应用,以元胞自动机理论为基础,把车辆在路段上运动的变化规律表述为元胞自动机的演化规则,建立了基于元胞自动机理论的交通流模拟的NS模型,并利用Matlab语言实现了带信号灯控制的一维元胞自动机模型的仿真。     

支持向量机和元胞自动机相结合的图像边缘检测方法

针对如何提高图像边缘检测效率的问题,提出1种结合最小二乘支持向量机(LSSVM)和元胞自动机进行图像边缘检测的方法.首先,基于Gauss径向基核和多项式核构建出新的核函数,使得LSSVM对图像像素邻域的灰度值能够进行准确的曲面拟合.接着,推导出图像的梯度算子,并与图像灰度值进行卷积得到图像的梯度值.然后,元胞自动机按照所设计的局部规则对梯度值进行演化,实现图像边缘的定位和检测.仿真实验检测出的图像边缘定位准确,而且达到1个像素宽,表明新提出的边缘检测算法是有效的;同时,通过对比分析得知新算法具有比Sobel和Canny算法更高的检测性能.     

超顺磁聚类元胞自动机在图像分割中的应用

分别选用灰度级和RGB颜色空间作为图像数据的特征空间,借用超顺磁聚类的基本思想将特征空间的数据点看作Potts磁子,引入一个随磁子间距离衰减的局域耦合作用力,让磁子在耦合力和热运动的共同作用下进行自组织演化;利用元胞自动机方法实现了灰度图像和彩色图像的分割.在该方法中,元胞自动机的演化过程就是图像的自动分割过程.运用该方法对几幅图像进行测试,得到了较为理想的结果.     

一种元胞自动机规则的免疫自适应调节方法

典型的元胞自动机是按照一套确定的规则自主地随时间演进的,因此当系统环境改变时就需要由人工进行静态的调整、修正,效率低、对环境的适应能力差,这是制约元胞自动机应用的主要原因之一.本文针对二维元胞自动机提出了规则免疫学习的方法,实现了规则的自适应调节.实验表明,在简单情况下二维元胞自动机的规则获得了一定的环境适应能力.     

基于模糊元胞自动机的复杂图案,纹理生成实现

结合模糊规则和元胞自动机的机理,分析了模糊元胞自动要的基本原理,根据元胞自动机的不同构形,提出多种模糊元胞自动机演化规则,并根据这些基本规则,分别用３邻元,５邻元以及９邻元进行元胞状态更新,生成了多颜色,复杂,漂亮的图 织物纹理,其结果在针织织物设计中意义重大。     

采用混沌函数的图像加密算法

提出一种新的图像加密算法,采用混沌函数与"按位异或"操作相结合的方法对图像加密。该算法能够产生一个较大的密钥空间足以抵御外力攻击,能够安全地对图像加密,并具有很强的对密钥和原图像的敏感性,密文图像具有高度的非相关性,而密文具有良好的随机性。实验结果验证了算法的有效性,可以满足图像安全加密的要求。     

一种自适应的循环迭代数字图像加密算法

依据Shannon提出的实现数据加密的基本操作以及分组密码学的加密机制,提出一个新型的自适应循环迭代数字图像加密算法。该算法借用进化算法中的交叉和变异过程,对数字图像进行循环迭代操作。交叉过程采用广义猫映射实现图像坐标矩阵的置换变换,变异过程采用Logistic混沌系统实现像素灰度值的替代运算。在每一轮迭代加密过程中,通过对初始密钥进行循环移位来生成相应的加密轮密钥,使得加密密钥随着加密次数而改变,从而有效提高加密算法的安全性。算法最终以数字图像加密效果评价准则作为停止依据。实验分析表明,所提加密算法具有良好的安全性和效率。     

基于图像位平面分解的混沌加密方法研究

为提高图像加密效果,可结合混沌理论、位平面分解理论以及灰度置乱理论,获得一种加密新方法,即先对置乱后的图像进行位平面分解,再针对不同位平面使用不同的混沌加密密钥进行加密。仿真分析显示,此加密方法简单有效,密钥空间巨大,加密效果明显,安全性高。     

基于矩阵变换和混沌理论灰度图像混合加密技术

针对单一混沌加密系统对灰度图像进行加密存在加密强度不够、留有轮廓这一问题,给出应用二维Arnold矩阵变换和混沌理论混合加密灰度图像的全新算法,巧妙利用Arnold扰乱图像位置的特点,结合混沌加密理论,有效地解决了单一混沌加密灰度图像加密强度不够的弱点。该算法简单易于实现,且便于同步。实验结果表明,这种加密算法具有高度的安全性和有效性。     

基于交叠成像技术的彩色图像加密算法研究

本文研究了基于交叠成像技术的彩色图像加密算法,利用正弦组合光栅将彩色图像编码为灰度图像,结合交叠成像技术与双随机相位加密技术对图像进行加密,从而实现彩色图像的加密.该加密系统不仅扩大了密钥的空间,提升了系统的安全性,而且具有较强的抗剪切和抗噪声能力.该加密系统实验装置简单,实用性较强.模拟的实验结果验证了该系统的有效性.     

一种简单的二维映射及其图像加密算法

为了实现图像安全、快速加密,利用单边拉伸的思想设计了一种图像加密算法.映射由左映射和右映射两个子映射组成,通过对图像的拉伸和折叠处理,实现图像的混沌加密.首先从左至右(或从右至左)方向,依次将方图的列像素插入到行像素之间,将像素依次连接,原图像被拉伸成一条直线.然后,按照原图像大小,将直线折叠成为一个新的图像.该过程是可逆的,能应用于图像加密.本文推导了映射的数学表达式,设计了一种图像加密算法,将密钥设计为左映射和右映射的迭代次数.加密算法具有加密速度快、安全性高、没有信息损失、可移植性强、容易软、硬件实现等特点,是一种新的安全、有效的加密算法.     

基于五阶CNN超混沌系统的图像加密方法

为提高二维图像加密的效果,提出一种将像素置乱和像素替换相结合的图像加密方法。首先,利用位平面分解处理明文图像,接着利用幻方变换置乱方法分别对8个位平面进行像素置乱加密预处理,然后对4个高位平面使用五阶细胞神经网络（CNN）超混沌系统产生的超混沌序列进行像素替换的再次加密。实验结果表明:加密后图像的信息熵可达到7.986,体现出较高的随机性;实现了对加密图像直方图的改变,降低了像素间的关联性。该方法有效地提高了二维图像的加密效果和抗攻击能力。     

新的图像加密方法

针对数字图像信息数据量大、冗余度高和像素间相关性强等特点,提出了一种基于二元多项式的图像加密新方法。在对图像的加密过程中,该方法使用另一幅图像作为密钥,使得密钥形象直观且伪装性强,而密钥图像的尺寸可以远远小于加密图像,便于保存。因加密的大部分步骤中只用到了有限域的加法运算,因此该算法的加密效率较高。该加密方法不仅有安全性高和便于图像的局部加密等优点,还可以方便地推广到视频的图像加密领域,具有很好的应用前景。     

框类结构件的数控加工研究

框类零件在现代飞机上具有广泛应用,其结构复杂、刚性差、尺寸精度高,所以加工质量和效率直接影响着整机产品的交付周期.为实现框类典型零件的加工,首先提出了数控加工流程解决方案,制定了数控加工工艺,论述了切削参数的试验选择方法,最后利用VERICUT验证了数控程序的正确性.通过实例证明了方法的有效性,提高了数控编程的效率和质量.