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數字混沌系統設計原理與應用

  • 作者：王倩雪//禹思敏|責編:朱英彪//紀四穩
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030847485
  • 出版日期：2026/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：229
人民幣：RMB 150 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統闡述了數字混沌系統的基本理論、設計方法與工程應用，呈現了該領域在數字時代的拓展與創新。全書共5章，第1章回顧混沌理論與數字實現難點，提出數字混沌系統的理論動因；第2章建立高維模型，分析連續性、擴展性與混沌判據，並用拓撲熵和李雅普諾夫指數進行量化評估；第3章給出順推、篩選、逆推等構造方法，強調迴路-狀態收縮演算法、強連通圖逆推法，並構建一類最簡數字混沌系統；第4章面向FPGA實現，展示數字混沌系統在圖像加密、壓縮感知、S盒設計等方面的效果與實驗；第5章介紹混沌增強型回聲狀態網路的構造與序列預測性能，揭示其在人工智慧與時間序列建模中的應用潛力。
    本書適合作為數學、電子信息、自動化、電腦等專業高年級本科生與研究生的教材或參考書，也可供混沌系統、隨機數生成、加密演算法、嵌入式實現與智能計算等領域的科研人員和工程師參考。
作者介紹
王倩雪//禹思敏|責編:朱英彪//紀四穩
目錄
前言
第1章  緒論
  1.1  混沌系統的基本概念與研究背景
    1.1.1  混沌的定義與核心特徵
    1.1.2  混沌研究的歷史與發展
  1.2  混沌系統的分類與理論基礎
    1.2.1  動力系統基本概念
    1.2.2  連續時間混沌系統
    1.2.3  離散時間混沌系統
    1.2.4  數字混沌系統特性
  1.3  混沌系統在數字設備中的實現
    1.3.1  數字實現原理
    1.3.2  混沌系統數字化
    1.3.3  混沌系統優化方法
    1.3.4  數字混沌特性
  1.4  數字混沌系統的研究現狀與展望
    1.4.1  國內外研究進展
    1.4.2  數字混沌應用前景
第2章  數字混沌系統的基本理論
  2.1  數字混沌系統的分類與建模
    2.1.1  離散時間混沌系統
    2.1.2  一維整數混沌系統
    2.1.3  一維數字混沌系統
    2.1.4  高維整數混沌系統
    2.1.5  高維數字混沌系統
  2.2  數字混沌系統的數學基礎
    2.2.1  拓撲空間
    2.2.2  度量空間
    2.2.3  分離空間
    2.2.4  完備空間
    2.2.5  緊致空間
  2.3  迭代函數的結構與動力學特性
    2.3.1  狀態轉換圖及強連通性
    2.3.2  迭代函數的連續性
    2.3.3  擴展性與擴展常數
  2.4  混沌系統的動態行為與判據
    2.4.1  敏感性與敏感常數
    2.4.2  Devaney混沌定義
    2.4.3  拓撲混合
    2.4.4  拓撲精確
  2.5  混沌系統的量化分析
    2.5.1  拓撲熵
    2.5.2  李雅普諾夫指數
第3章  數字混沌系統設計方法
  3.1  高維數字混沌系統的構造難點
  3.2  傳統順推法的局限性及改進
    3.2.1  試錯法與篩選法的對比
    3.2.2  迴路-狀態收縮演算法
  3.3  逆推法框架
    3.3.1  強連通圖逆推迭代函數

    3.3.2  逆推法一般化實現路徑
  3.4  最簡數字混沌系統構造
    3.4.1  高維無耦合最簡系統的構造
    3.4.2  高維全耦合最簡系統的構造
  3.5  強連通圖驅動的混沌系統構造
    3.5.1  環形基圖與隨機邊添加策略
    3.5.2  逆推數字混沌的普適性設計
  3.6  數字混沌序列隨機性評估方法
    3.6.1  NIST測試套件
    3.6.2  TestU01統計測試套件
第4章  數字混沌系統的FPGA實現及其在圖像加密中的應用
  4.1  三維混沌系統的FPGA硬體加速架構設計
    4.1.1  可編程邏輯器件的實現方法
    4.1.2  圖像加解密的硬體系統設計
    4.1.3  實時加解密系統的實驗結果
  4.2  高維最簡混沌電路的可編程邏輯實現
    4.2.1  系統性能驗證與對比分析
    4.2.2  高維最簡數字混沌電路設計
    4.2.3  基於FPGA的電路原型驗證
  4.3  基於壓縮感知的混沌圖像安全體系
    4.3.1  強連通圖驅動的混沌系統實現
    4.3.2  混沌測量矩陣構造理論
    4.3.3  壓縮-加密優化框架設計
    4.3.4  實驗結果與安全性分析
  4.4  基於數字混沌的S盒設計與實現
    4.4.1  數字混沌模型建立
    4.4.2  計數排序
    4.4.3  S盒的ZYNQ實現
    4.4.4  S盒性能評估
第5章  混沌增強型回聲狀態網路及其應用
  5.1  回聲狀態網路的基本原理
    5.1.1  網路模型
    5.1.2  訓練過程
    5.1.3  關鍵參數
  5.2  混沌增強型儲備池網路的序列預測
    5.2.1  混沌增強型回聲狀態網路的構造
    5.2.2  混沌時間序列預測的優化策略
  5.3  拓撲優化的混沌預測網路構建
    5.3.1  切比雪夫耦合機制的設計
    5.3.2  儲備池的數字混沌優化
    5.3.3  預測性能與泛化能力評估
參考文獻

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