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专利号: 2022111979496
申请人: 盐城工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于忆阻神经网络同步控制的图像加密方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:根据惯性忆阻神经网络,构建具有无边界分布时滞的惯性忆阻神经网络的驱动系统和响应系统;步骤S1具体包括以下内容:步骤S11:构建具有无边界分布时滞的惯性忆阻神经网络的驱动系统为:

步骤S12:构建具有无边界分布时滞的惯性忆阻神经网络的响应系统为:

步骤S11和步骤S12中,时间t大于等于0,n表示所述驱动系统和所述响应系统含有的神经元个数,xi(t)表示所述驱动系统的第i个神经元在t时刻的状态,yi(t)表示所述响应系统的第i个神经元在t时刻的状态,αi、βi是常数并且满足αi>0、βi>0,fj(xj(t))表示所述驱动系统的第j个神经元不含时滞的激活函数,fj(xj(t‑τj(t)))表示所述驱动系统的第j个神经元含有时滞的激活函数,fj(yj(t))表示所述响应系统的第j个神经元不含时滞的激活函数,fj(yj(t‑τj(t)))表示所述响应系统的第j个神经元含有时滞的激活函数,上述各激活函数满足利普希茨条件且利普希茨常数为Fj>0,τj(t)表示离散时滞并满足0≤τj(t)≤τ1、τ1和τ2是常数,Kij(t‑θ)是关于无边界分布时滞的内核实值函数,θ为积分变量,所述驱动系统的初始值满足xi(s)=φi(s)、 s∈[‑τ1,0],所述响应系统的初始值满足 s∈[‑τ1,0],ui(t)表示自适应切换同步控制器,忆阻器连接权值aij(xi(t))、bij(xi(t))、cij(xi(t))、aij(yi(t))、bij(yi(t))、cij(yi(t))分别满足:其中,áij、àij、 是常数,Υi是切换界值且Υi>0;

步骤S2:根据步骤S1构建的具有无边界分布时滞的惯性忆阻神经网络驱动系统与响应系统,设定同步误差,设计自适应切换同步控制器,进而建立同步误差系统;

步骤S3:所述响应系统在所述自适应切换同步控制器的作用下,实现所述响应系统与所述驱动系统的同步,进而将其应用于图像加密。

2.根据权利要求1所述的一种基于忆阻神经网络同步控制的图像加密方法,其特征在于,步骤S2具体包括以下步骤:步骤S21:根据步骤S1构建的具有无边界分布时滞的惯性忆阻神经网络的驱动系统与响应系统,设定所述驱动系统与所述响应系统的同步误差为:ei(t)=yi(t)‑xi(t);

步骤S22:根据步骤S21设定的所述同步误差,设计所述自适应切换同步控制器为:其中,γi(t)和ξi(t)是自适应控制增益, 和 分别是自适应控制增益γi(t)和ξi(t)的导数, ρi>0,mi(t)具体为:步骤S23:建立同步误差系统;

根据步骤S21设定的所述同步误差,结合所述的驱动系统和响应系统,得到同步误差系统如下:进一步的,将步骤S22设计的所述自适应切换同步控制器,代入上述所述的同步误差系统中,可得到所述的同步误差系统的两种情况:a、当|xi(t)|≤Υi且|yi(t)|≤Υi时或当|xi(t)|>Υi且|yi(t)|≤Υi时,得到所述的同步误差系统为:b、当|xi(t)|>Υi且|yi(t)|>Υi时或当|xi(t)|≤Υi且|yi(t)|>Υi时,得到所述的同步误差系统为:根据上述情况a和b,可得到改写的同步误差系统为:

其中,fj(ej(t))=fj(yj(t))‑fj(xj(t)),fj(ej(t‑τj(t)))=fj(yj(t‑τj(t)))‑fj(xj(t‑τj(t))),aij∈co[áij,àij], co[áij,àij]表示áij和àij的凸包,表示 和 的凸包。

3.根据权利要求1所述的一种基于忆阻神经网络同步控制的图像加密方法,其特征在于,步骤S3具体以下步骤:步骤S31:所述响应系统在所述自适应切换同步控制器的作用下,实现所述响应系统与所述驱动系统的同步,接着获取所述驱动系统与所述响应系统同步之后产生的混沌信号;

步骤S32:图像加密过程具体为:读取原始彩色图像,获得所述原始彩色图像的颜色分量矩阵R、G、B,再将所述原始彩色图像的颜色分量矩阵与所述驱动系统同步之后产生的混沌信号进行异或运算,得到加密颜色分量矩阵XR、XG、XB,接着对所述加密颜色分量矩阵进行置乱运算,置乱运算后的加密颜色分量矩阵构成了加密图像;

步骤S33:图像解密过程具体为:读取所述加密图像,获得所述加密图像的颜色分量矩* * *阵XR 、XG 、XB ,再将所述加密图像的颜色分量矩阵进行逆置乱,接着对所述响应系统同步之后产生的相应混沌信号与逆置乱后的颜色分量矩阵进行异或运算,得到解密颜色分量矩* * * * * *阵R、G、B,所述解密颜色分量矩阵R、G、B构成了解密图像。