基于变步长约瑟夫遍历和DNA动态编码的图像加密算法

数字图像传输和存储的安全问题已成为信息安全研究的热点。该文提出一种基于变步长约瑟夫遍历和DNA动态编码的图像加密方法。首先将混沌映射产生的随机序列作为约瑟夫遍历的变步长，改进约瑟夫遍历问题，并采用改进的约瑟夫遍历对图像像素位置进行置乱；其次，动态选择DNA编码规则，对图像像素进行DNA编码，并与给定的DNA序列进行碱基运算；DNA编码规则的动态选择，很好地解决了DNA编码规则少所带来的安全隐患，提高了算法的安全性。最后通过密文反馈和混沌系统迭代来进一步增强算法的混淆和扩散特性。实验和安全性分析结果表明，该算法不仅对密钥的敏感性强，而且能有效抵御统计性分析和穷举分析等攻击操作。     

基于混沌与自编码相融合扩频码的构造

为了提高扩频通信系统数据传输的有效性和安全性,提出了一种混沌映射与自编码非线性融合的思想构造扩频码方法。该方法首先将Logistic混沌序列通过改进产生的复合符号混沌序列与自编码算法输出反馈进行逻辑异或,然后与自编码序列经非线性Henon映射相融合产生高质量的复合扩频码。以混沌和自编码为基础分析了该方法的有效性,并与现有方法进行比较,提高了序列的相关性和复杂度。在DS-CDMA系统中进行仿真验证,结果表明该方法产生的扩频序列抗多径干扰能力更好,并能获得较低的扩频误码率,有利于扩频通信的需要。     

基于阵列的固定块全搜索分形编码并行计算结构

与DC T结合的分形编码能够利用两种技术的优点,在提供较高压缩比的同时确保图像的质量。分形编码对于计算量的需求是制约其编解码速度进而影响其应用实时性的主要因素。本文针对固定块大小分形编码与DC T结合的编码结构的计算步进行分析,针对占其主要计算开销的固定块大小全搜索分形编码结构,研究其数据局部性和计算并行性,应用阵列结构,提出一种结构规整、易于扩展并能够方便实现的并行计算结构。该结构能够映射为VLSI实现,以高效的硬件结构提供编解码计算结构所要求的实时性。     

基于图像活动性的序列图像分形编码方法

介绍了分形的概念以及分形压缩的主要思想;阐述了传统的分形图像压缩编码的基本原理与实现方法;提出了一种基于图像活动性序列图像分形编码方法。该方法首先由相邻帧之间的预测差值来判断当前编码块的活动性,然后根据图像的活动性,对不同特性的块采用不同的分形编码策略,最后对编码后得到的迭代函数系统（IFS）码进行可变长度编码（VLC）,以获得更高的压缩比。     

分形图象压缩编码的回顾与展望

介绍了分析图象压缩编码的历史和现状，以及几种方法的分形压缩技术，总结了近年来在分形图象压缩编码方法所取得的重要进展，并提出了一种新的序列图象分形编码的思路。     

小波域内的分形视频编码方案

探讨了使用分形映射实现小波子带系数自量化编码的改进方案。利用小波系数父子节点之间的相似性，对Ｒａｎｇｅ块进行快速的分形匹配，并且在算法中采用了ＤＰＣＭ、算术编码；对视频序列则采用条件补充帧间编码，以减少算法运算量。实验结果表明了该算法的有效性。     

基于视觉特性的分形图像压缩编码

介绍了分形的基本概念及分形的数学原理，并针对传统的分形图像压缩编码算法的不足之处，提出了一种基于视觉特性的分形压缩算法，该方法利用人眼对灰度变化的敏感程度与背景有关的特点，在综合考虑图像块的均值与方差的前提下，动态地改变分形压编码时定义域块仿射变换后拼贴到值域块的最小误差，从而提高了编码速度。     

一种基于方差的匹配方法

文章就分形图象压缩中搜索与匹配过程的相似性提出了一个经过不同对比度实现快速分形编码算法，基于序列块和主块之间当前最小象差的方差信息，该算法排除不必搜索的主块，这样大大减少了每个序列块进行搜索和匹配的主块数与相应的编码时间，该算法在减少的时间内生成了与常规满搜索近乎一致的分形编码。     

一种适用于宽带数据链的TCM编码新方法

针对现行TCM编码方法过于复杂、寻码不够灵活的问题,给出了一种新的TCM编码方法。通过分析TCM编码的直观规则,以一位延迟作为输出先画出任一编码器结构,然后转化为多项式表示通过MATLAB函数来验证其网格结构,最后画出状态分析图,写出映射方式。该方法采用一位延迟输出的任意编码器结构,通过网格验证后即可符合TCM编码的直观规则,简化了编码难度,提高了TCM编码的灵活性,并且可以快速写出编码的映射方式,使TCM的编码过程变得更加简捷。     

基于分形的深度图序列编码算法

充分利用深度图序列相邻帧间的局部相似性,并结合H.264帧内预测编码算法,提出了一种适用于深度图序列编码的新方法,即深度图序列的I帧编码采用H.264帧内预测结构而P帧编码采用基于分形理论的压缩方法。首先介绍了分形编码的理论基础,然后通过改进非均匀多层次六边形格点整像素运动搜索(UMHexagonS)方法,提出了一种更适用于分形编码的基于运动矢量场的自适应六边形搜索算法,从而形成了基于分形的深度图P帧预测编码结构。实验结果表明:本文提出的编码系统在很大程度上提高了H.264的编码性能,峰值信噪比差值(BDPSNR)平均提高了3.54dB,编码比特率差值(BDBR)平均降低40.98%,同时编码复杂度也大大降低,平均编码时间减少了85.27%。     

Error Exponents for Channel Coding With Application to Signal Constellation Design

This paper concerns error exponents and the structure of input distributions maximizing the random coding exponent for a stochastic channel model. The following conclusions are obtained under general assumptions on the channel statistics. 1) The optimal distribution has a finite number of mass points, or in the case of a complex channel, the amplitude has finite support. 2) A new class of algorithms is introduced based on the cutting-plane method to construct an optimal input distribution. The algorithm constructs a sequence of discrete distributions, along with upper and lower bounds on the random coding exponent at each iteration. 3) In some numerical example considered, the resulting code significantly outperforms traditional signal constellation schemes such as quadrature amplitude modulation and phase-shift keying for all rates below the capacity.     

The optimum mean-square estimate for decoding binary block codes

By the use of abstract Fourier analysis on groups, the optimum mean-square-error decoding rule is developed for a fixed block code. The optimum one-to-one coding role to be used with this optimum decoder is derived, and a procedure for simultaneous optimization over both encoding and decoding rules is given. It is shown that there is a linear encoding rule which is optimum. A system which implements the optimum decoding rule is outlined. The major difference between this work and others involving coding for mean-square error is that the decoding rule developed here is a mapping from binaryn-tuples directly into the real numbers with the optimization being over all possible mappings into the real numbers. As such the system developed here replaces both the error-correction and digital-to-analog conversion components used in most numerical data transmission systems.     

Nonparametric threshold decision rule, coverings, and someconsequences

Threshold decision is a decision rule for errors and erasures decoding such that the decoder accepts the decoded codeword if its likelihood is larger than a given threshold value. This decision rule involves a parameter that needs to be optimized. We propose a nonparametric version of threshold decision and show that this nonparametric threshold decision allows us to extend some results on decision rules known only for restricted cases: the relationship between the threshold decision and the rule based on error detection coding and the attainability of Forney's (1968, 1981) exponent by the likelihood-ratio test. These results are derived from a covering theorem which is closely related to the nonparametric threshold decision     

多功能雷达脉冲列的语义编码与模型重建

从电子侦察数据中反演多功能雷达的工作模式,是电子侦察领域广泛关注的难点问题,也是充分挖掘电磁大数据情报效益的重要内容,对雷达型号识别、工作状态识别、行为意图推断、精确电子干扰等应用具有直接的支撑作用。该文以多功能雷达信号模型的简洁性为基本依据,参考信息理论定义了雷达脉冲列的复杂度度量规则,并遵循复杂度最小化准则对多功能雷达脉冲列进行语义编码,以提取雷达执行不同功能时的脉组结构,进一步地,基于脉冲列编码序列估计脉组之间的切换矩阵,从而重建了多功能雷达工作模型。该文设置典型的仿真实验对新方法的可行性和性能进行了验证,结果表明新方法能够借助编码理论,自动从多功能雷达侦察脉冲列中准确提取雷达脉组,并高精度重建多功能雷达工作模型,脉冲列的语义编码与模型重建过程对漏脉冲等数据噪声具有较强的适应能力。      

混沌二相编码的雷达脉冲压缩信号

二相编码信号是一种常用的雷达脉冲压缩信号,其相位编码是具有良好的自相关特性的二元伪随机序列。针对目前常用的伪随机编码的缺点,分析了混沌序列作为二相编码序列的可行性和优越性,并给出了混沌二相编码信号的生成方案。仿真实验证明,混沌二相编码信号具有良好的自相关特性和大时宽带宽积,是一种理想的雷达脉冲压缩信号。最后,提出了用Lyapunov指数作为准则优选混沌编码序列。     

Error probability for repeat request systems with convolutionalcodes

A new decoding algorithm based on the modified Viterbi algorithm for repeat request systems is considered. A new asymptotic error probability bound is derived. It is shown that the error exponent for convolutional coding can be related to the exponent for block coding by a graphical method known as inverse concatenation construction     

On the error exponent and capacity games of private watermarking systems

Watermarking systems are analyzed as a game between an information hider, a decoder, and an attacker. The information hider is allowed to cause some tolerable level of distortion to the original data within which the message is hidden, and the resulting distorted data can suffer some additional amount of distortion caused by an attacker who aims at erasing the message. Two games are investigated: the error exponent game and the coding capacity game. Motivated by a worst case approach, we assume that the attacker is informed of the hiding strategy taken by the information hider and the decoder, which are uninformed of the attacking scheme. This approach leads to the maximin error exponent and maximin coding capacity as objective functions. It is assumed that the host data is drawn from a finite-alphabet memoryless stationary source, and its realization (side information) is available at the encoder and the decoder. A single-letter expression for the maximin error exponent is found under large deviations distortion constraints. Moreover, we find an asymptotically optimal random coding distribution, a universal decoder, and a worst case attack channel. It is proved that there is a saddle point in the asymptotic exponent and that the minimax and the maximin error exponents are equal. Finally, a single letter expression for the coding capacity, i.e., the maximin reliable information rate, is found.     

基于树结构矢量分类的小波图像图编码矢量量化

本文基于零树编码,矢量分类和网络编码量化的思想,提出了对小波图象采用树结构矢量组合和分类后进行网络编码矢量量化的新方法,该方法充分利用了带系统的带间和带内的相关性,分类信息上中用比特数少,对重要类矢量实行加权网络编码矢量量化,利用卷积编码扩展信号空间以增大量化信号间的欧氏距离,用维特比算法搜索最优量化序列,并采用基于人眼视觉性特性的加权均方误差准则作为失真度量和码字匹配,提高了量化增益,仿真结果表明,该方法编码计算复杂度适中,解码简单,可达到很好的压缩效果。     

移动衰落信道中设计多级编码(MLC)方案的一种非欧度量

本文提出了在移动衰落信道中设计多级编码(MLC)方案的一种非欧度量:"信道容量规则"+"映射规则".在AWGN信道中为:"信道容量规则"+"UP(Ungerboeck Partitioning) 规则";在Rayleigh衰落信道中为:"信道容量规则"+"BP(Block Partitioning)规则".并在此理论指导下,选用不同码长的BCH码作为MLC系统中各级分量码,通过计算机模拟,比较了在AWGN和Rayleigh衰落信道中,采用8ASK调制方式、多级译码(MSD)、三种不同映射方法下的三级MLC方案的性能.     

基于神经网络与复合离散混沌系统的双重加密方法

正交频分复用(OFDM)已被广泛应用于无线通信系统,其数据传输安全具有一定的实际意义。该文提出了一种双重加密方案,采用神经网络生成置乱矩阵实现第1次加密,通过基于Logistic映射与Sine映射的复合离散混沌系统产生的混沌序列进行第2次加密。该双重加密方案极大提升了OFDM通信系统的保密性,可以有效地防止暴力攻击。相比于单一的1维Logistic映射的混沌系统,基于Logistic映射与Sine映射的复合离散混沌系统具有更大的密钥空间。该文运用Lyapunov指数与NIST测试验证了该混沌系统的混沌特性及随机性,并仿真验证了双重加密方案的保密性能。仿真结果表明,该文所提出的加密方案密钥空间为4×1093,Lyapunov指数提高到0.9850,NIST测试中最大P值为0.9995。该双重加密方案可在不影响传输性能下极大提升OFDM通信系统的安全性。