• 제목/요약/키워드: chaotic map

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An Efficient Chaotic Image Encryption Algorithm Based on Self-adaptive Model and Feedback Mechanism

  • Zhang, Xiao;Wang, Chengqi;Zheng, Zhiming
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제11권3호
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    • pp.1785-1801
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    • 2017
  • In recent years, image encryption algorithms have been developed rapidly in order to ensure the security of image transmission. With the assistance of our previous work, this paper proposes a novel chaotic image encryption algorithm based on self-adaptive model and feedback mechanism to enhance the security and improve the efficiency. Different from other existing methods where the permutation is performed by the self-adaptive model, the initial values of iteration are generated in a novel way to make the distribution of initial values more uniform. Unlike the other schemes which is on the strength of the feedback mechanism in the stage of diffusion, the piecewise linear chaotic map is first introduced to produce the intermediate values for the sake of resisting the differential attack. The security and efficiency analysis has been performed. We measure our scheme through comprehensive simulations, considering key sensitivity, key space, encryption speed, and resistance to common attacks, especially differential attack.

자기 회귀 웨이블릿 신경 회로망을 이용한 비선형 혼돈 시계열의 예측에 관한 연구 (A Study on the Prediction of the Nonlinear Chaotic Time Series Using a Self-Recurrent Wavelet Neural Network)

  • 이혜진;박진배;최윤호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2209-2211
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    • 2004
  • Unlike the wavelet neural network, since a mother wavelet layer of the self-recurrent wavelet neural network (SRWNN) is composed of self-feedback neurons, it has the ability to store past information of the wavelet. Therefore we propose the prediction method for the nonlinear chaotic time series model using a SRWNN. The SRWNN model is learned for the modeling of a function such that the inputs arc known values of the time series and the output is the value in the future. The parameters of the network are tuned to minimize the difference between the nonlinear mapping of the chaotic time series and the output of SRWNN using the gradient-descent method for the adaptive backpropagation algorithm. Through the computer simulations, we demonstrate the feasibility and the effectiveness of our method for the prediction of the logistic map and the Mackey-Glass delay-differential equation as a nonlinear chaotic time series.

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충격력을 받는 구형 쉘의 혼돈거동 해석 (Chaotic Response of a Spherical Shell to Impulsive Loading)

  • 이재영;강영철
    • 전산구조공학
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    • 제10권3호
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    • pp.167-174
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    • 1997
  • 계가 혼돈거동을 나타낼 경우에는 변수들의 미소변화에 의해서도 계가 전혀 다른 거동을 나타낼 수 있기 때문에 비선형계의 설계 및 해석시에는 이를 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 구형 쉘의 중앙에 충격하중이 수직방향으로 작용하는 경우, 쉘의 기하학적 비선형성과 재료적 비선형성으로부터 기인되는 혼돈거동을 해석하였다. 쉘의 탄소성거동을 유한요소법을 이용하여 구한 후 계의 거동을 변위-시간이력, 프앙카레 맵, phase diagram등의 표준적인 방법들을 이용하여 쉘의 혼돈거동을 규명하였다. 해석결과, 계는 혼돈거동을 나타내었으나 탄소성보의 경우와는 달리 초기조건의 미소변화에 대한 극도의 민감도는 나타나지 않았으며 시간에 대한 쉘의 거동특성도 크게 변하지 않았다. 프앙카레 맵은 한정된 영역에 결쳐서 점들이 분포되었기 때문에 계의 거동이 혼돈거동임을 보여 주고 있지만 혼돈계의 프앙카레 맵에서 나타나는 기하학적 구조는 나타나지 않았다. 에너지선도를 이용하여 쉘이 하중의 작용방향 또는 반대방향으로 불규칙적으로 snap-through되는 원인을 규명하였다.

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Chaos의 세계 I

  • 서용권
    • 기계저널
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    • 제29권5호
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    • pp.520-524
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    • 1989
  • chaos란 "질서 있는 무질서"를 의미한다. chaos의 큰 특징은 초기조건에의 민감성이다. 역으로 말 하면, 주어진 운동은 초기조건에 민감하므로 chaotic한 운동을 한다고 말할 수 있겠다. 제2장에서 는 유동문제의 대표격인 Lorenz chaos를 살펴보고, 3장에서는 동역학 문제인 Duffing-Holmes방 정식, 4장에서는 map의 대명사인 logistic map을, 5장에서는 기타 무수히 많은 분야 중 기계공 학에 가장 가까운 것들을 골라 연구된 내용을 소개하고 그 특징들을 살펴본다. 6장과 7장에서는 chaos의 정량화를 위한 Lyapunov지수와 fractal dimension의 개념과 그 계산 방법을 다룬다. 8 장에서는 현재까지도 그 의문이 풀리지 않은, chaos학문의 큰 관심사인, 난류의 시작문제를 취 급하고, 마지막으로 9장에서는 문제점, 과제 및 앞으로의 전망을 살펴보기로 한다. 살펴보기로 한다.

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RELATION BETWEEN KNEADING MATRICES OF A MAP AND ITS ITERATES

  • Gopalakrishna, Chaitanya;Veerapazham, Murugan
    • 대한수학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.571-589
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    • 2020
  • It is known that the kneading matrix associated with a continuous piecewise monotone self-map of an interval contains crucial combinatorial information of the map and all its iterates, however for every iterate of such a map we can associate its kneading matrix. In this paper, we describe the relation between kneading matrices of maps and their iterates for a family of chaotic maps. We also give a new definition for the kneading matrix and describe the relationship between the corresponding determinant and the usual kneading determinant of such maps.

DCSK 카오스 변조를 이용한 디지털 통신 시스템의 설계 (Design of digital communication systems using DCSK chaotic modulation)

  • 장은영
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.565-570
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    • 2015
  • 확산 스펙트럼 통신은 낮은 도청확률과 작은 잡음 채널의 영향 때문에 많은 시스템에서 사용이 증가하고 있다. 기존의 디지털 확산 스펙트럼 시스템의 한계 중 하나는 동기 코드 확산에 대한 필요성이다. 카오스 통신 시스템은 동기 없이 구현 할 수 있고 보안성도 우수하며 간단한 송수신기 구조로 디지털 확산 스펙트럼 통신에 많이 사용하고 있다. 본 논문에서는 카오스 신호를 디지털 통신시스템에 사용하기 위해 디지털 변복조의 반송파 대신 사용하였으며 여러 가지의 카오스 변조 방식들 중에서 차동 CSK(Differential Chaos Shift Keying) 사용한다. DCSK 복조기는 카오스 신호 위상을 복구 할 필요 없이 데이터를 감지하기 때문에 효율적이다. 또한 Matlab/Simulink를 이용하여 DCSK 변조기 및 복조기의 설계하고 성능을 분석하고 송신신호의 수신 신호를 비교하여 송수신 신호가 같은 것을 확인하고 확산 인자에 따른 BER의 성능을 평가한다.

Chaotic Rocking Vibration of a Rigid Block with Sliding Motion Under Two-Dimensional Harmonic Excitation

  • Jeong, Man-Yong;Kim, Jeong-Ho;Yang, In-Young
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제16권9호
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    • pp.1040-1053
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    • 2002
  • This research deals with the influence of nonlinearities associated with impact and sliding upon the rocking behavior of a rigid block, which is subjected to two-dimensional horizontal and vertical excitation. Nonlinearities in the vibration were found to depend strongly on the effect of the impact between the block and the base, which involves an abrupt reduction in the system's kinetic energy. In particular, when sliding occurs, the rocking behavior is substantially changed. Response analysis using a non-dimensional rocking equation was carried out for a variety of excitation levels and excitation frequencies. The chaos responses were observed over a wide response region, particularly, in the cases of high vertical displacement and violent sliding motion, and the chaos characteristics appear in the time histories, Poincare maps, power spectra and Lyapunov exponents of the rocking responses. The complex behavior of chaotic response, in phase space, is illustrated by the Poincare map. The distribution of the rocking response is described by bifurcation diagrams and the effects of sliding motion are examined through the several rocking response examples.

토끼에 있어서 말초혈류운동의 비선형특성분석방법의 적합성에 관한 연구 (The Study of Compatibility for Method of Analysis of Nonlinear Characteristics of Blood Flow of Peripheral in Rabbit)

  • 남상희;최준영;이상훈
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제8권1호
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    • pp.75-82
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    • 1997
  • 인체의 생리기관의 운동은 매우 복잡하고 불규칙적인 운동을 보이고 있다. 특히 말초 혈관의 운동은 매우 민감하고 복잡한 운동특성을 보이고 있다. 그중에서도 당 (glucose)에 의한 운동은 매우 민감한 변화의 운동을 반응한다. 이런 운동을 분석하기에는 기존의 선형적인 분석방법으로 복잡한 혈류운동을 분석하고 예측하기에는 많은 문제점을 가지고 있다. 그래서 비선형적 운동계의 분석방법인 카오스이론의 시계열분석방법으로 분석하는 것이 적합하다. 이런 맥락으로 본 연구는 당의 주입에 의한 토끼의 말초혈류량의 스칼라적 데이터를 획득하여 시계열분석방법으로 다차원의 벡터로 재정의하여 말초혈관의 혈류운동이 카오스적 운동임을 재확인하고 비선형적분석방법의 적합성을 확인하고자 하였다. 그 결과 당 주입에 따른 혈당치의 변화에 따라 기존의 주파수분석 및 평균치분석에서 차이가 나타나지 않았지만 비선형적분석방법으로 분석한 결과 그 차이를 확인할수 있었고, 말초 혈류의운동이 카오스적현상을 보임을 확인하였다.

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혼돈 암호화 기법에 기반한 적응된 한글 스테가노그래피 (Adaptive Hangul Steganography Based on Chaotic Encryption Technique)

  • 지선수
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.177-183
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    • 2020
  • 스테가노그래피는 안전하지 않은 네트워크를 통해 비밀 메시지를 전송하는데 사용하는 매개체로 디지털 이미지를 사용한다. 또한 디지털 이미지에 비밀 메시지를 포함시키는 방법 중에서 많이 사용하는 최하위 비트(LSB)가 있다. 스테가 노그래피의 목표는 통신 채널을 통해 스테고 매체를 이용하여 비밀 메시지를 안전하고, 무결하게 전송하는 것이다. 제3자에게 노출의 위험성을 감소시키기 위해 저항성을 향상시키는 방법이 필요하다. 비밀 메시지를 안전하게 숨기기 위해 교차, 암호화, 혼돈, 은닉 단계를 거치는 새로운 알고리즘을 제안한다. 한글 음절을 초성, 중성, 종성으로 분리한 후 비트화된 메시지 정보를 암호화 한다. 로지스틱 맵을 적용한 후에 혼돈 시퀀스의 위치를 가지고 비트화된 정보를 재구성한다. 비밀 메시지는 임의 선택된 RGB 채널에 삽입한다. 적용된 결과의 효율성을 확인하기 위해 PSNR과 SSIM을 이용하였다. 각각 44.392(dB), 0.9884로 확인하였다.

Adaptive Multi-class Segmentation Model of Aggregate Image Based on Improved Sparrow Search Algorithm

  • Mengfei Wang;Weixing Wang;Sheng Feng;Limin Li
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제17권2호
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    • pp.391-411
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    • 2023
  • Aggregates play the skeleton and supporting role in the construction field, high-precision measurement and high-efficiency analysis of aggregates are frequently employed to evaluate the project quality. Aiming at the unbalanced operation time and segmentation accuracy for multi-class segmentation algorithms of aggregate images, a Chaotic Sparrow Search Algorithm (CSSA) is put forward to optimize it. In this algorithm, the chaotic map is combined with the sinusoidal dynamic weight and the elite mutation strategies; and it is firstly proposed to promote the SSA's optimization accuracy and stability without reducing the SSA's speed. The CSSA is utilized to optimize the popular multi-class segmentation algorithm-Multiple Entropy Thresholding (MET). By taking three METs as objective functions, i.e., Kapur Entropy, Minimum-cross Entropy and Renyi Entropy, the CSSA is implemented to quickly and automatically calculate the extreme value of the function and get the corresponding correct thresholds. The image adaptive multi-class segmentation model is called CSSA-MET. In order to comprehensively evaluate it, a new parameter I based on the segmentation accuracy and processing speed is constructed. The results reveal that the CSSA outperforms the other seven methods of optimization performance, as well as the quality evaluation of aggregate images segmented by the CSSA-MET, and the speed and accuracy are balanced. In particular, the highest I value can be obtained when the CSSA is applied to optimize the Renyi Entropy, which indicates that this combination is more suitable for segmenting the aggregate images.