基于混沌系统和DNA编码的量子图像加密算法

为了确保量子信息的安全,结合混沌系统和DNA编码理论,提出了一种基于混沌系统和DNA编码的量子图像加密算法. 首先将图像进行量子编码;然后利用Logistic混沌产生幺正矩阵对量子图像进行置乱;再利用Lorenz混沌产生自然DNA矩阵并且动态选择DNA加法操作进行DNA运算,计算后得到幺正矩阵对量子图像再次加密;最后对量子图像进行测量得到经典密文图像. 通过仿真实验和直方图、相关性、NPCR （number of pixel change rate）像素改变率等指标分析,结果表明加密后的图像灰度分布均匀,各灰度级均分布于在1 000左右,相邻像素相关性更低,相关系数平均值0.002,NPCR像素改变率为99.6%,加密效果好且具有良好的安全性.      

一种基于混沌序列的数字水印算法实现及分析

数字水印技术是进行数字产品保护的一种重要手段.提出了一种基于混沌序列的数字水印算法,在水印嵌入原始图像之前,利用混沌发生器生成的随机序列对水印图像进行置乱处理;水印位置的确定采用边缘提取的方法,简单易行.     

基于PID控制器的扭矩-进气量map补偿方法

随着发动机使用时间的增加,元器件老化和参数漂移等因素导致发动机的特性map与发动机系统不匹配,使得发动机的扭矩输出性能下降.针对map与发动机系统不匹配的问题,本文基于map/机理混合描述的汽油发动机模型,在双闭环气路控制系统的基础上,以扭矩-进气量转换map为例,设计了PID控制器对期望的进气流量进行动态补偿,从而使得汽油机的实际输出扭矩满足期望的发动机扭矩需求.最后,利用高保真的四缸进气道喷射汽油机仿真模型（enDYNA）进行了仿真实验,仿真结果验证了基于PID控制器补偿方法的有效性.     

基于文本挖掘的道路运输安全风险源辨识模型

为了解决当前道路运输安全风险源辨识工作中数据短缺和人员工作量较大的问题，从文本挖掘的角度出发，提出一种能够自动辨识道路运输过程中安全风险源的模型. 该模型首先对道路运输文本进行因果句提取，并对因果句进行分词操作，实现安全风险源特征的增强；其次，进行适应卷积神经网络（convolutional neural networks，CNN）输入的、包含词信息和位置信息的特征构造；然后，将特征构造的结果输入到CNN实现安全风险源的辨识；最后，利用道路交通事故报告进行实验. 实验结果表明:提出的辨识模型能辨识大部分的道路运输安全风险源因素，准确率约为77.321%.      

基于混沌系统的量子彩色图像加密算法

为了提高图像安全性,将混沌系统引入到量子图像加密领域. 首先通过Chen混沌将图像按位异或;然后将彩色图像表示为量子的叠加态,通过Logistic混沌序列产生幺正矩阵对量子图像进行置乱;再次产生一个混沌序列对每个像素的红绿蓝三基色进行随机互换,达到对量子图像加密的目的;最后,在经典计算机上进行了模拟实验,结果表明加密后图像直方图更为平滑,像素平均分布在0～255范围内,图像相邻像素相关性低,加密图像红绿蓝像素相关系数平均值分别为0.001 6、0.001 7和0.003 8,并且密钥敏感性高,能有效抵抗穷举攻击和统计攻击,算法具有良好的有效性和可行性.      

基于CPN高铁临时限速数据融合方案验证

高速铁路列控系统中C3单元和C2单元相对独立控车,两套系统中的列控数据在系统层之间缺乏共享和约束机制.本文在分析系统结构和数据传输特性的基础上,提出一种基于数据融合,提升高速铁路临时限速安全性的方案,并利用有色Petri网（CPN）对融合方案进行建模.通过仿真软件分层和赋时功能构造系统顶层模型、临时限速生成子模型、故障子模型、融合子模型和时间序列,模拟临时限速信息传输过程中的系统状态和行为.仿真结果表明：在故障注入情况下,数据融合方案在一定程度降低了错误数据的输出,提高了系统的安全性.     

基于特征向量的敏感图像识别技术

针对现有色情敏感图像识别技术的缺陷,提出了基于特征向量的敏感图像识别技术.用YIQ彩色坐标系的色度和YUV彩色坐标系的色调作为皮肤的肤色模型,以5×5象素窗口的SSD（sum of square difference）作为皮肤的纹理模型.从敏感图像的皮肤掩码图像中提取与肤色区域数量和比例等有关的6个特征.将提取的特征向量输入到SVM（support vector machine）分类机,根据输出结果判断是否为敏感图像.对含457张敏感图像和1 101张非敏感图像的实验表明,该算法分类的精确度平均达到89.3%,查全率达到85.8%,误检率为4.4%.     

混行环境下CACC系统驾乘舒适性优化控制

为提升协同式自适应巡航（cooperative adaptive cruise control，CACC）系统在由自动网联汽车（connected automated vehicle，CAV）和人工驾驶汽车（manual vehicle，MV）构成的混行交通流下的驾乘舒适性，提出考虑驾乘舒适性的双层控制策略（dual-layer control strategy considering ride comfort，RC-DCS）. 上层控制器从宏观角度出发，采用两状态空间模型调整跟车间距及车速，并利用代价函数改善车队的整体稳定性和舒适性；下层控制器从微观角度出发，优化单车的油门和制动踏板切换逻辑，稳定实际加速度输出，降低车辆频繁加减速引起的自身俯仰. 试验结果表明:RC-DCS在跟随MV工况中跟车间距误差和加速度分别降低了72.44%和24.87%；在MV插入CACC车队工况中通过增大跟车时距0.4 s以减少加速度波动；在跟车、紧急制动、旁车切入3种典型工况中，单车加速度标准差分别降低了9.6%、10.4%、2.9%.      

利用Arnold对称性变换的图像信息隐藏算法

提出了一种利用Arnold对称性变换的图像信息隐藏算法。待隐藏的秘密信息以及公开的承载信息均为灰度级静止图像。首先使用图像置乱技术将秘图变换成无意义的图像，同时用一个数值控制置乱的次数，并在嵌入和提取时作为密钥。在此基础上，将密图嵌入到承载图像的DCT域系数中。该算法实现的隐藏图像透明性好，并具有较高的保密性和一定的稳健性。     

基于SARIMA模型的广珠城际铁路客流量预测

为实现铁路车站发送客流量的短期预测，研究预测步长对短期客流预测效果的影响，分析了广珠城际铁路车站发送客流的特征和变化规律，结合客流特征及季节性差分自回归滑动平均模型（seasonal autoregressive integrated moving average，SARIMA）的适用性，构建了SARIMA客流预测模型，利用Python软件中的Statsmodels模块完成了SARIMA客流模型的精细化调参，以广州南站、小榄站的发送客流量为例验证了模型的有效性. 结果表明，SARIMA预测模型可以较好地适用于不同数量等级的客流预测，其预测精度随预测步长的增加而降低. 预测步长为1时，广州南站、小榄站、珠海站客流预测平均绝对百分比误差（mean absolute percentage error，MAPE）值分别为3.97%，5.83%，5.43%；预测步长增加为2时，各车站客流预测误差显著增加，广州南站、小榄站、珠海站客流预测误差MAPE值分别为5.31%，6.79%，7.62%；预测步长大于2时，预测误差基本保持稳定. 将SARIMA模型预测效果与随机森林（random forest， RF）、支持向量机（support vector machine， SVM）、梯度提升算法（gradient boosting， GB）、K最近邻算法（K-nearest neighbor， KNN）模型或方法的预测效果进行对比，预测步长为1时，SARIMA模型预测效果略优于其余4种模型，5种预测模型预测精度差距较小；预测步长大于1时，RF、SVM、GB、KNN模型预测误差随预测步长显著增加，预测误差为SARIMA模型的数倍. SARIMA模型在客流时间序列的多步预测方面具有较大的优势.      

Novel Chaotic Fragile Watermarking Algorithm for Image Authentication

Taking full advantage of the randomicity of chaotic system and its extreme sensitivity to the initial value, a new chaotic fragile watermarking algorithm is proposed. In the algorithm, the location key is looked as a logistic chaotic initial value for iteration to create a location matrix. According to this location matrix, a mapping image is generated and the embedding location of watermarking in image blocks is identified. Then, the watermarking sequence, which is related with the mapping image blocks and generated by H6non chaotic map, is embedded into the least significant bit (LSB) of the corresponding location in each block. Since the image content and watermarking are staggered, the algorithm has a higher security. Simulation results showed that the algorithm can detect and locate the tamper in watermarked images with an accuracy of 2 x 2 block pixels. At the same time, the watermarking images has good invisibility, and the original image is not required when extracting watermarking.     

基于改进YOLO v3模型与Deep-SORT算法的道路车辆检测方法

针对道路车辆实时检测遮挡严重与小目标车辆漏检率高的问题，提出了基于改进YOLO v3模型和Deep-SORT算法的车辆检测方法；为提高模型对道路车辆的检测能力，采用K-means++聚类算法对目标候选框进行聚类分析，选择合适的Anchor box数量，并在网络浅层增加了特征提取层，可提取到更精细的车辆特征；为加强网络对远近不同目标的鲁棒性，在保留原YOLO v3模型输出层的同时，增加了一层输出层，将52像素×52像素输出特征图经过上采样后得到104像素×104像素特征图，并将其与浅层同尺寸特征图进行拼接，实现车辆目标的检测；为了降低目标遮挡对检测效果的影响，提高对视频上下帧之间关联信息的关注度，将改进YOLO v3模型和Deep-SORT算法相结合，以此来弥补两者之间的不足。试验结果表明:改进YOLO v3模型有效地提高了车辆检测的性能，与在网络浅层增加特征提取层的模型相比，平均精度提高了1.4%，与增加一层输出层的模型相比，平均精确度提高了0.8%，说明改进YOLO v3模型提取的特征表达能力更强，增强了网络对小目标的检测能力；改进YOLO v3模型在引入Deep-SORT算法后，查准率和召回率分别达到90.16%和91.34%，相比改进YOLO v3模型，查准率和召回率分别提高了1.48%和4.20%，同时保证了检测速度，对于不同大小目标的检测具有良好的鲁棒性。      

IMAGE ANALYSIS BASED ON EDGE DETECTION TECHNIQUES

IntroductionEdges are pixels where brightness changesabruptly and often used in image analysis for find-ing region boundaries.It locates sharp changes inthe intensity function.Edges detection is basic im-age features.They carry useful information aboutobject boundaries.Edges can be used for object i-dentification,image analysis and image filteringapplications as well.We shall consider as an edgethe border between two homogeneous image re-gions having different illumination.This definitionimp…     

Infrared Image Reconstruction Based on Archimedes Spiral Measurement Matrix

It is a new research direction to realize infrared(IR) image reconstruction using compressed sensing(CS) theory. In the field of CS, the construction of measurement matrix is very principal. At present, the types of measurement matrices are mainly random and deterministic. The random measurement matrix can well satisfy the property of measurement matrix, but needs a large amount of storage space and has an inconvenient in hardware implementation. Therefore, a deterministic measurement matrix construction method is proposed for IR image reconstruction in this paper. Firstly, a series of points are collected on Archimedes spiral to construct a definite sequence; then the initial measurement matrix is constructed; finally, the deterministic measurement matrix is obtained according to the required sampling rate. Simulation results show that the IR image could be reconstructed by the measured values obtained through the proposed measurement matrix. Moreover, the proposed measurement matrix has better reconstruction performance compared with the Gaussian and Bernoulli random measurement matrices.     

The RSA Cryptoprocessor Hardware Implementation Based on Modified Montgomery Algorithm

RSA (Rivest-Shamir-Adleman)public-key cryptosystem is widely used in the information security area such as encryption and digital signature. Based on the modified Montgomery modular multiplication algorithm, a new architecture using CSA(carry save adder)was presented to implement modular multiplication. Compared with the popular modular multiplication algorithms using two CSA, the presented algorithm uses only one CSA, so it can improve the time efficiency of RSA eryptoproeessor and save about half of hardware resources for modular multiplication. With the increase of encryption data size n, the clock cycles for the encryption procedure reduce in T(n^2), compared with the modular multiplication algorithms using two CSA.     

无理数发生器及确定性随机数发生器

计算机密码学的核心在于如何可靠的产生随机数．无理数小数无限展开序列以其不重复的无限不循环特性,非常适合作为一次性随机数发生器使用．在信息安全领域,利用此特性可以产生无限长的确定性随机密钥．文中就无理数的无限不循环小数的特性及其作为二进制的0,1字串的0,1分布情况,进行正规性的满足性证明．给出n＋1√n（n〉1）的通用无理数构造算法,并对其在密码学领域的典型应用,即确定性随机数发生器的应用进行实现算法说明．     

基于网络地理信息服务的选线数字地形获取方法

针对道路前期规划阶段纸质地形图陈旧、数字地形信息获取困难且成本高的特点,在综合分析当前开放网络地理信息资源的基础上,利用航天飞机雷达地形测绘使命(shuttle radar topography mission, SRTM)数据和Google Maps影像,提出了获取构建道路数字化选线系统虚拟地理环境所需的数字高程模型 (digital elevation model, DEM)和数字正射影像 (digital orthophoto map, DOM)的方法,并设计了Google Maps影像瓦片快速下载方法;基于分治法的思想,提出了一种全局非线性、局部线性的Google Maps影像变换算法,实现了与SRTM数据的快速配准,并在此基础上进行了地形数据获取与建模测试.研究结果表明:通过自动计算瓦片URL地址,采用libcurl库函数和多线程下载技术,下载影像瓦片速度稳定、快捷、自动化程度高;获取的DOM分辨率可达0.2 m以上,与DEM数据配准后,构建的虚拟地理环境能满足道路前期规划阶段开展数字化选线设计的需要.      

有限快拍下的小尺度矢量阵DOA算法

针对小尺度矢量水听器阵条件下ESPRIT算法目标方位估计精度低、多目标分辨能力弱的缺点,提出了一种基于酉变换的DOA改进算法.该方法无需计算观测数据的协方差矩阵,利用阵列的观测数据及共轭信息构造一中心Hermitian对称矩阵,根据酉变换原理将其转化为实数矩阵并用实值ESPRIT方法估计目标方位.由于利用了观测数据的共轭信息,相当于虚拟增加了阵元个数,改进算法有更高的DOA估计精度和多目标分辨能力,在快拍数与阵元数相当时改进算法比协方差方法有更小的计算复杂度.仿真分析结果证明了算法的有效性.