混沌映射

摘要： 对军事图像加密是确保其安全传输常用的方法。和一般图像相比,军事图像信息加密传输具有更高的安全保密要求。利用Rossler超混沌系统,提出基于位平面变换的混沌图像加密算法。该算法根据Rossler超混沌系统产生的混沌随机序列置乱明文图像,并对置乱图像进行位平面变换和按位异或操作,最后对像素值进行相应的扩散。理论分析和仿真实验结果表明,该算法加密效率高,能够较好地隐藏明文的统计特性,同时有效地防止选择密文攻击、统计及差分分析等攻击,可满足军事图像加密传输过程中高安全性的要求。

摘要： 为解决经典均值-方差模型对收益率的假设不能完全适应于实际证券市场的问题,引入收益权重计算每个时间段收益占总时间段收益的比重。考虑模糊环境下多重摩擦因素,提出了一种可能性均值-下半方差-熵多周期投资组合优化模型。利用外点罚函数法将其转化为无约束优化问题。在标准的遗传算法中引入混沌映射改变种群提取过程,扩大种群多样性以便寻到更优个体。数值实验和仿真结果表明建立的模型是合理的,改进的算法是有效可行的。

摘要： 为了辨识低照度条件下纸病图像的背景区域和纸病区域,提出一种基于蝙蝠算法优化的纸病图像增强方法。首先采用混沌映射和引力搜索算法分别更新个体响度、脉冲发射率和个体速度改进蝙蝠算法,然后将改进后的蝙蝠算法搜索伽马变换的最佳参数γ,利用该γ值调整图像灰度,提高图像对比度。结果表明,与基于传统直方图均衡算法的纸病增强算法、基于限制对比度自适应直方图均衡算法的纸病图像增强算法、基于标准蝙蝠算法优化的纸病图像增强算法、基于混沌蝙蝠算法优化的纸病图像增强算法相比,本文算法的对比度、灰度方差乘积函数、均值大小都有所提升,增强效果为所有对比算法中最优。

摘要： 为解决图像加密技术在安全性和效率上的均衡问题,提出了一种结合压缩感知和混沌映射的双图像视觉安全加密算法。首先,通过引入非线性反馈项对经典一维Chebyshev混沌映射进行改进,用以构造受控测量矩阵和密码流;然后利用测量矩阵分别对两幅明文图像的整数小波系数进行二维压缩感知,并在密码流的控制下通过Fan变换和双向扩散过程生成秘密图像;最后,采用最低有效位嵌入算法将秘密图像信息嵌入到载体图像的像素值通道和alpha通道中,实现了两幅明文图像的同步压缩和视觉安全加密。实验结果表明:与采用复杂超混沌系统的单图像视觉安全加密算法相比,该算法在保证安全性的前提下,秘密信息嵌入容量扩大了一倍,加密时间开销减少40%以上,解密图像的峰值信噪比提升了1~7 dB。

摘要： 为提高机械手系统运行稳定性与关节角跟踪精度,设计一种基于改进差分进化算法的能量最优轨迹控制方法,并以双关节机械手仿真验证。首先,假设参考轨迹为摆线,以机械手运行能量最低为适应度函数,采用独立PD控制法控制机械手运动并构造Lyapunov函数证明控制律的收敛性;其次,利用混沌映射改进差分进化算法初始种群产生策略及子代重建规则,设计自适应缩放因子与交叉因子,对越界个体采用对称映射法处理,以此提高算法寻求全局最优解能力;最后,运用样条插值法将最优离散轨迹生成连续运行轨迹。MATLAB仿真结果表明,所提算法收敛速度快,优化效果好,系统运行消耗能量少,鲁棒性强。

摘要： 针对麻雀搜索算法在求解复杂优化问题时存在收敛速度慢、种群趋同性严重、易于陷入局部最优等不足,提出一种多策略改进的麻雀搜索算法(multi-strategy improved sparrow search algorithm,MISSA)。通过混沌映射和反向学习机制提高算法初始种群的质量;借鉴粒子群算法的学习策略来提升种群的信息交流能力和兼顾全局勘探与局部开发之间的平衡;融合差分进化算法的变异交叉操作提升算法跳出局部最优值的能力。通过对8个基准测试函数的寻优实验,结果表明改进算法具有更好的优化性能和收敛效率;进一步地,将改进算法应用于优化支持向量回归(support vector regression,SVR)模型的参数,并通过在选定的5个UCI数据集上的实验验证了改进算法的有效性。

摘要： 数字图像具有数据量大、冗余度高、像素间关联性强等特点,打破数据间关联性及提高敏感性是保护图像信息的关键。针对如何快速有效打破图像像素间强关联性、提高图像数据敏感性等问题,提出基于logistic混沌映射的分块循环DNA图像加密算法。算法采用二次置乱、一次扩散结构,首先通过zigzag变换置乱明文图像,打破明文像素间的强关联性;其次将伪随机序列生成器产生的密钥作为混沌参数进行混沌映射,生成动态DNA编/解码、运算规则,对置乱的明文图像进行DNA编码形成初始密文;然后利用DNA运算规则,对初始密文进行分块循环DNA运算,完成密文扩散,并对DNA碱基进行统计和归一化作为二次混沌密钥;最后采用二次混沌映射生成动态步长规则,对密文进行变步长约瑟夫置乱,利用DNA解码规则形成最终密文图像。实验结果表明,密文图像像素分布均匀、像素间关联性弱、密钥敏感性强、密钥空间足够大,能够有效抵御信息分析、暴力、噪声、剪切等常见攻击,具有较高的安全性。

摘要： 针对传统鲸鱼优化算法收敛速度慢和容易陷入局部最优等问题,提出了基于惯性混沌的改进鲸鱼优化算法(ICIWOA)。利用混沌Tent映射机制初始化种群改善了种群多样性和初始解质量。通过设计非均匀衰减收敛因子更新机制,使收敛因子以不同的速度衰减,加速了算法收敛。设计了自适应惯性权重位置更新机制,均衡了全局搜索能力和局部开发能力。通过实验证明了算法具有更好跳离局部最优的性能,能提高搜索精度和收敛速度的结论。通过网络安全态势预测验证了算法的可行性和有效性。

摘要： 针对基本果蝇优化算法(Fruit fly Optimization Algorithm,FOA)收敛速度慢、寻优精度低的问题,提出一种多策略的变异果蝇优化算法(A Mutant Fruit fly Optimization Algorithm with multi-strategy,MFOA)。首先通过混沌映射对初始种群位置进行初始化,以此来增加种群个体的多样性;然后引入对数递减策略的非线性动态收敛因子,以均衡全局搜索与局部开发能力;最后对果蝇最优个体位置进行柯西变异,利用柯西变异的随机扰动特征避免陷入局部最优。仿真结果表明,提出的改进算法相比与其它算法在寻优过程中能够保持种群多样性,具有更好寻优精度和更快的收敛速度。

摘要： 针对蚁狮(ant lion optimizer,ALO)算法在寻优后期种群数量减少、精英蚁狮影响权重减小导致算法收敛速度较慢且易陷入局优的问题,提出基于高斯变异的蚁狮(Gaussian mutation based ALO,GALO)算法。首先引用Kent混沌对初始蚂蚁种群进行扰动,提高蚂蚁种群多样性作为蚁狮寻优的基础;其次在精英蚁狮的位置更新方式中引入上一代精英蚁狮,提高算法全局搜索的能力,并通过动态切换概率平衡算法局部和全局探索的能力;最后引入高斯变异的方法,加强后期算法跳出局部最优的能力。通过10个测试函数来评估算法的寻优能力,并将其应用到0-1背包问题、桁架尺寸和动力学优化问题中,验证了GALO算法应用于组合优化问题中收敛速度更快、精度更高,为结构优化提供了一种新的方法。

摘要： 为了保证数字图像水印的安全性、透明性和鲁棒性,本文提出了一种基于混沌映射和奇异值分解的数字图像水印算法。混沌映射具有初值敏感性,以映射初值为私钥,利用混沌映射将二值水印图像进行双混沌置乱,这样可以提高水印嵌入的安全性。利用奇异值分解特性来嵌入水印,把U矩阵中第一列系数作为研究对象,采用保持相邻系数之间差值关系的方法来表示嵌入的水印比特,这种系数差值关系在经过信号处理后能够得到保持。通过仿真实验,表明嵌入水印后的图像具有良好的透明性,同时还具有抵抗图像信号处理的鲁棒性。此外,当含水印图像的内容遭到篡改时,提取出的水印仍易于辨认,并且能对篡改进行检测和定位。

摘要： 随着大数据时代的到来,公私钥密码分工格局成为必然,公钥密码保证密钥交换,私钥密码用于数据加解密.基于计算复杂性的数论密码,计算越复杂,则安全性越高,但加解密速度越慢.混沌密码体制的安全性基于内秉随机性特性,理论依据:周期3蕴含混沌.本文基于摩尔斯密码提出一种数字化混沌密码的保密通信方案,揭示着符号动力学系统中通用的普适性构造与共同的密码学原理及规律,相应构造了安全协议方面的随机编码方法、保密通信方面的混沌映射方法,另外还发现了适用于访问控制机制的电子数字锁等.这种非线性映射复杂性的数学难题在密码数学领域是首次发现并提出的,核心贡献在于类元素集合的发现,无论从信号处理效率还是安全度方面都比基于计算复杂性的数论密码更加占有优势.总之,数字化混沌密码具有内在随机性的非线性离散混沌动力构造,实现了短周期密钥的一次一密文输出体制,并且加解密速度非常高效,具有强大的信息处理能力,因此特别适用于网络通讯的大数据快速加解密.

摘要： 提出一种基于有理Bézier曲面生成组合混沌映射的图像加密算法.首先通过秘钥序列生成多个Logistic混沌系统的初值,进而生成多个混沌序列;利用有理Bézier曲面将这些混沌序列生成组合混沌矩阵;其次,对原图像和组合混沌矩阵进行按位异或运算;最后,利用组合混沌矩阵生成混沌地址集合,利用混沌地址集合做置乱运算.该算法的优点是不论扩散运算还是置乱运算均采用组合混沌序列进行操作.数字实验表明,该算法加密与恢复效果良好,具有较好的安全性.

摘要： 提出一种改进的多目标粒子群优化算法.首先,对Kent混沌映射进行的分析,并采用Kent映射进行种群初始化；其次,采用改进的世代距离指标作为判断条件,进行kent混沌搜索；最后,当外部种群数量超出规定上限时,采用K 均值聚类进行外部种群的维护.通过测试函数的仿真验证了改进的多目标粒子群优化算法的有效性,并应用到飞控系统的设计中,效果良好.

摘要： 在德士古水煤浆气化工艺中，合成气中各组分的含量是衡量气化效率的关键参数。以某厂德士古气化装置为研究背景，设计了一种合成气组分含量的预测模型。该模型选取三层前馈神经网络结构，并采用一种具有广义差分项的混沌差分进化算法(ChaoDEGD)作为模型参数的学习方法。ChaoDEGD算法在差分进化算法的变异操作中引入了广义的个体差异信息，并在不同进化时期，对不同适应度等级的个体施加混沌映射，保证了种群的多样性，帮助种群有效跳出了局部极小点。由实验结果可知，基于ChaoDEGD的神经网络预测模型能够较好的估计合成气中CO、H2、CO2三类关键组分的含量，为德士古水煤浆气化过程的安全稳定运行提供了有利指导。

摘要： 针对结合混沌映射和多重混合的数字图像水印嵌入及提取问题，提出利用迭代学习辨识算法提取水印图像的方案。该方案将水印掩盖于混沌系统的参数中，以迭代学习算法重建原始水印图像。实验表明，运用所提出的迭代学习辨识算法能够从含水印图像中提取出完整的水印图像，给出的测试结果验证了学习算法抵抗常见几何攻击的能力。

摘要： 针对非周期混沌扩频测控需求，分析了混沌映射及序列产生原理，提出了对混沌矩阵按行与列比特交替抽取构造跳频序列的新方法，并利用非线性变换处理方法进行了跳频序列的宽间隔处理。仿真结果表明，基于混沌的宽间隔跳频序列可大大提高扩频系统的保密、抗干扰、抗截获能力，在测控系统安全防护体系中具有较大的潜在应用价值。

摘要： 在扩频系统中,混沌序列的相关性能影响着系统的抗多径和多址的能力。本文对三种混沌映射: Chebyshev映射、Logistic映射、改进的Logistic映射的映射参数对相关性能的影响做了分析,得到了混沌序列新的映射参数取值范围,为在扩频系统中混沌码的产生和优选提供了依据。

摘要： 提出了一种基于感兴趣区域和混沌映射的多通道彩色数字图像水印的算法。该算法利用一维混沌算法对初值的敏感性和非周期性对水印图像加密。通过对图像进行小波变换和分析,在考虑人类视觉特性(HVS)的基础上,在彩色图像的多个通道嵌入水印,实现了水印的盲提取,增强了算法的适用性。实验的结果表明,该算法对常用的攻击,如JPEG压缩、加噪、剪切和滤波等攻击具有较好的鲁棒性。

摘要： 利用混沌对初值的敏感性和混沌伪随机序列的唯一性，以DCT变换为工具，提出混沌数字水印生成及嵌入的算法，兼顾了水印的鲁棒性和透明性。试验结果表明，该方法提高了水印图像的不可见性和鲁棒性，具有较强的抗攻击性。

摘要： 本发明公开了一种基于Arnold映射和多移位映射函数的延迟混沌图像加密方法，其包括以下步骤：S1：选取适当的参数和初值作为密钥，通过延迟诱发超混沌系统产生混沌序列，并对该混沌序列进行图像化处理，得到图像化序列；S2：通过Arnold映射对原始图像进行多轮置乱，得到置乱图像；S3：通过图像化序列将置乱图像转化为扩散图像；S4：通过图像化序列和多移位映射函数对扩散图像进行处理，得到密文图像。本加密方法在理论上具有无限维的密钥空间，极大地提高了算法密钥的敏感性和安全性。此外，本加密方法具有更快的加密速度，能够有效抵抗安全攻击。本加密方法解决了现有加密方法密钥空间过小，鲁棒性差、效率低、难以抵抗明文攻击等问题。

摘要： 本发明提供了图像加密技术领域的一种基于Tent映射和复合混沌映射的图像加密方法，包括如下步骤：步骤S10、获取大小为M×N的原始图像，并创建一大小为M×N的矩阵I；将所述原始图像的矩阵信息存储至矩阵I中；步骤S20、基于所述矩阵I中存储的矩阵信息生成6个初始密钥；步骤S30、基于所述初始密钥获得Tent映射和复合混沌映射的3个混沌序列；步骤S40、基于所述混沌序列对原始图像进行两轮置乱扩散操作，得到加密图像。本发明的优点在于：极大的提升了图像加密的安全性，降低了执行成本。

摘要： 本发明公开了一种基于混沌映射的低复杂度选择映射法改进方法，使用两次混沌映射，生成随机的分组序列以及随机的相位序列，分别用来对OFDM的子载波进行随机分组，以及代替原始传统的SLM中随机相位序列。由于混沌映射对初值的敏感性、结果的随机性等性质，本发明非常适合用于改进SLM，同时还可以提升OFDM系统的安全性。本发明增加随机性的同时降低系统的复杂度，解决相位序列不足问题的同时，降低了边带信息冗余的信息量，降低PAPR的同时提高了传输效率。

摘要： 本发明提供了图像加密技术领域的一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法，包括：步骤S10、获取彩色图像文件并进行哈希计算得到哈希值，基于哈希值计算系统参数；步骤S20、基于哈希值生成四维超混沌映射的四个初始值，进而得到四组混沌伪随机序列；步骤S30、基于混沌伪随机序列以及系统参数提取序列Wz，利用序列Wz以及使用AES算法的S盒生成混沌S盒；步骤S40、对彩色图像文件进行Arno l d置乱得到置乱图像，利用混沌S盒对置乱图像进行字节代换得到代换图像；步骤S50、利用混沌伪随机序列以及系统参数，对代换图像中RGB的三个分量进行图像扩散加密得到三个密文数据，基于各密文数据得到加密图像。本发明的优点在于：极大的提升了图像加密的安全性。

摘要： 本发明公开了一种基于ARM单片机混沌映射控制的混沌搅拌控制系统，包括ARM单片机，ARM单片机分别与输入装置、驱动芯片和AD转换芯片相连并通信，所述驱动芯片与H桥驱动电路相连，H桥驱动电路与直流电机相连，直流电机与混沌搅拌系统相连，直流电机上设置有实时监测其转速与电流信号的传感器，传感器与AD转换芯片相连。该系统利用的是全数字电路，稳定性好，可靠性高，能够精确地控制和方便地调节电机转速；适用范围广，可以适应各种工况下不同搅拌参数的需要。

摘要： 本发明公开了一种利用混沌映射进行信号测量的方法及混沌映射模数转换器。该方法先确定系统的模数转换有效位数N；从混沌测量系统得到的混沌轨道符号序列中提取出起始段的N位符号序列，记为S

摘要： 本发明公开了一种基于混沌映射的低复杂度选择映射法改进方法，使用两次混沌映射，生成随机的分组序列以及随机的相位序列，分别用来对OFDM的子载波进行随机分组，以及代替原始传统的SLM中随机相位序列。由于混沌映射对初值的敏感性、结果的随机性等性质，本发明非常适合用于改进SLM，同时还可以提升OFDM系统的安全性。本发明增加随机性的同时降低系统的复杂度，解决相位序列不足问题的同时，降低了边带信息冗余的信息量，降低PAPR的同时提高了传输效率。

摘要： 本发明提供了图像加密技术领域的一种基于Tent映射和复合混沌映射的图像加密方法，包括如下步骤：步骤S10、获取大小为M×N的原始图像，并创建一大小为M×N的矩阵I；将所述原始图像的矩阵信息存储至矩阵I中；步骤S20、基于所述矩阵I中存储的矩阵信息生成6个初始密钥；步骤S30、基于所述初始密钥获得Tent映射和复合混沌映射的3个混沌序列；步骤S40、基于所述混沌序列对原始图像进行两轮置乱扩散操作，得到加密图像。本发明的优点在于：极大的提升了图像加密的安全性，降低了执行成本。

摘要： 本发明提供了图像加密技术领域的一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法，包括：步骤S10、获取彩色图像文件并进行哈希计算得到哈希值，基于哈希值计算系统参数；步骤S20、基于哈希值生成四维超混沌映射的四个初始值，进而得到四组混沌伪随机序列；步骤S30、基于混沌伪随机序列以及系统参数提取序列Wz，利用序列Wz以及使用AES算法的S盒生成混沌S盒；步骤S40、对彩色图像文件进行Arno l d置乱得到置乱图像，利用混沌S盒对置乱图像进行字节代换得到代换图像；步骤S50、利用混沌伪随机序列以及系统参数，对代换图像中RGB的三个分量进行图像扩散加密得到三个密文数据，基于各密文数据得到加密图像。本发明的优点在于：极大的提升了图像加密的安全性。

摘要： 本发明涉及一种基于忆阻器混沌神经网络和改进Logistic混沌映射的图像加密算法。该方法根据混沌神经网络的更新的权值，对引入指数函数ex的新型一维Logistic混沌映射进行赋值，并通过非线性方法将混沌随机序列数值的范围调整到不同加密阶段的所满足的范围要求；采用排序算法对混沌序列的对应的替换数组对明文进行像素级和bit级的两次置乱操作，最后使用两组不同的混沌序列对中间密文进行两次正逆方向相反的扩散操作完成最终加密。实验表明:所得到的混沌序列随机性较好，得到的密文图像能够抵抗典型的攻击，达到了安全通信的效果。