【摘 要】
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忆阻器是一种纳米级的新型物理器件,继2008年忆阻器物理实现后,忆感器和忆容器的概念于次年问世,此类记忆器件具有独特的记忆特性,在神经网络、非易失性存储等领域有着广阔前景和想象空间。本文在现有三次型磁控忆感器模型基础上,改进传统蔡氏振荡电路,得到新五维忆感超混沌系统,提出新的信号复杂性判据,测试表征系统产生的伪随机序列的复杂度,将序列作为密钥应用于FPGA和QT上,实现视频图像的实时加密和解密。主
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忆阻器是一种纳米级的新型物理器件,继2008年忆阻器物理实现后,忆感器和忆容器的概念于次年问世,此类记忆器件具有独特的记忆特性,在神经网络、非易失性存储等领域有着广阔前景和想象空间。本文在现有三次型磁控忆感器模型基础上,改进传统蔡氏振荡电路,得到新五维忆感超混沌系统,提出新的信号复杂性判据,测试表征系统产生的伪随机序列的复杂度,将序列作为密钥应用于FPGA和QT上,实现视频图像的实时加密和解密。主要研究内容如下:将非线性磁控忆感器与电路元件组合,提出一个新的忆感混沌振荡电路,利用基尔霍夫定律和欧姆定律,得到忆感混沌系统的五维自治状态方程组,使用混沌刻画分析方法如相图、庞截面、分岔图、Lyapunov指数等,探析系统的动力学特性,研究系统产生超混沌的特定参数条件,并将忆感超混沌系统数字化实现。接受传统的0-1混沌测试的启发,主要基于幂律映射,提出了一种从形（新pq图）和数（复杂数CN）对照角度的计算信号复杂度的识别方法。使用该算法和NIST软件测试忆感超混沌系统产生的伪随机序列的复杂度和随机性,合格后将序列用于视频的加密解密。在FPGA上搭建视频图像采集和传输系统,使用忆感超混沌系统产生序列作为密钥对视频数据流进行实时加密;在PC端使用C++编写QT软件,实现视频数据的接收、解密、显示和保存。算法软硬结合使得系统既继承FPGA的并行特性,提高加密效率,又继承上位机灵活便捷的特性,利于加密视频的在线传输,随时解密。
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