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基于细胞自动机的核脉冲流发生器设计与实现
1
作者 马英豪 李建伟 +2 位作者 马弢 杨屹 张艳婷 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第6期840-848,共9页
为方便核电子仪器开发人员在无辐射污染的环境下展开仿真与测试,本文介绍了一种基于细胞自动机的核脉冲流发生器的设计,并对发生器生成的核脉冲信号进行仿真,测试发现该发生器的信号可高效重现辐射探测过程中探测器后端的响应。该核脉... 为方便核电子仪器开发人员在无辐射污染的环境下展开仿真与测试,本文介绍了一种基于细胞自动机的核脉冲流发生器的设计,并对发生器生成的核脉冲信号进行仿真,测试发现该发生器的信号可高效重现辐射探测过程中探测器后端的响应。该核脉冲发生器的实时仿真能够模拟一定辐射水平下核仪器的测试与标定过程。该核脉冲信号发生器可以根据测试需求更改信号发送的参数,包括脉冲计数率,脉冲幅度高斯分布中心值和核脉冲上升与下降时间等。采用线性移位寄存器、细胞自动机算法、反指数函数查表法和十二相加等算法,产生在幅值上符合高斯分布且时间上符合泊松分布的核信号参数,并生成随机分布和脉宽可调节的核信号。该发生器通过FPGA实现,利用高速DAC输出核脉冲信号,实现了安全的实验研究和多道测试。 展开更多
关键词 核脉冲信号 细胞自动机 辐射防护 泊松分布 随机发生器
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基于多子带可逆细胞自动机的二值图像压缩算法 被引量:5
2
作者 吴慧琳 周激流 龚小刚 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第5期1547-1550,共4页
提出一种新颖的基于多子带可逆细胞自动机的二值图像压缩算法。该算法采用可逆细胞自动机可实现信号子带编码的思想,实现了一个四子带可逆细胞自动机,并用其将二值图像信号分解为一个低频子带和三个高频子带。然后用改进的跳白块算法对... 提出一种新颖的基于多子带可逆细胞自动机的二值图像压缩算法。该算法采用可逆细胞自动机可实现信号子带编码的思想,实现了一个四子带可逆细胞自动机,并用其将二值图像信号分解为一个低频子带和三个高频子带。然后用改进的跳白块算法对各子带分别进行压缩编码。实验结果表明,该算法计算复杂度低,且具有较高的压缩比。 展开更多
关键词 细胞自动机 多子带细胞自动机 可逆细胞自动机 二值图像压缩
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零边界条件下一维非线性细胞自动机可逆性的判定算法
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作者 马骏驰 陈伟霖 +2 位作者 王晨 林德福 王超 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第10期330-336,共7页
可逆性的性质对于经典的计算机科学理论模型——细胞自动机(Cellular Automata,CA)具有重要意义。尽管CA在零边界条件下的线性规则的可逆性问题已经得到了大量的研究,但非线性规则目前还很少被探索。文中研究了在有限域Z_(p)上一般一维C... 可逆性的性质对于经典的计算机科学理论模型——细胞自动机(Cellular Automata,CA)具有重要意义。尽管CA在零边界条件下的线性规则的可逆性问题已经得到了大量的研究,但非线性规则目前还很少被探索。文中研究了在有限域Z_(p)上一般一维CA的可逆性问题,找到了一种优化Amoroso无限CA满射性判定算法的方法。基于此,文中还提出了在零边界条件下判定一维CA可逆性的算法,其中包括一种在零边界条件下判定一维CA严格可逆性的算法,以及一种基于桶链的在零边界条件下计算一维CA的可逆性函数的算法。这些判定算法不仅适用于线性规则,也适用于非线性规则。除此以外,还证实了可逆性函数总是有一个周期的,且其周期性与对应桶链的周期性有关。文中给出了一些可逆CA的实验结果,并通过实验结果对理论部分进行了补充验证,进一步支持了文章的研究结论。 展开更多
关键词 细胞自动机 非线性规则 可逆性 零边界 一维
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一种与JPEG图像压缩编码结合的细胞自动机域盲水印算法 被引量:4
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作者 吴慧琳 周激流 +3 位作者 龚小刚 李炳法 文扬 尹皓 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期844-850,共7页
该文结合JPEG图像压缩编码和细胞自动机,提出一种用于JPEG压缩图像的数字盲水印算法。该算法先用Moore型细胞自动机对水印图像进行置乱;随后用2维正交细胞自动机变换将原始灰度图像进行分解,并在分解后得到的低频细胞自动机域系数中嵌... 该文结合JPEG图像压缩编码和细胞自动机,提出一种用于JPEG压缩图像的数字盲水印算法。该算法先用Moore型细胞自动机对水印图像进行置乱;随后用2维正交细胞自动机变换将原始灰度图像进行分解,并在分解后得到的低频细胞自动机域系数中嵌入置乱后的水印信息。最后将嵌入了水印的图像按JPEG图像压缩标准进行编码。水印的提取是在解码过程中进行的。实验结果表明,该水印算法有较好的隐藏性;对常见的攻击如JPEG压缩、滤波、剪切、旋转以及加性噪声攻击等有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 数字水印 细胞自动机 细胞自动机变换 JPEG
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多粒度可逆细胞自动机模型的数据加密方法 被引量:4
5
作者 夏学文 熊曾刚 李元香 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第16期3599-3603,共5页
为了克服以往对细胞自动机的研究局限于单粒度细胞单元的问题,引入了多粒度细胞的概念,并结合可逆细胞自动机提出了一种基于多粒度可逆细胞自动机的加密算法。在该算法中,扩展的可逆细胞自动机具有足够多的规则,从而保证了安全的密钥空... 为了克服以往对细胞自动机的研究局限于单粒度细胞单元的问题,引入了多粒度细胞的概念,并结合可逆细胞自动机提出了一种基于多粒度可逆细胞自动机的加密算法。在该算法中,扩展的可逆细胞自动机具有足够多的规则,从而保证了安全的密钥空间;细胞单元通过"分裂-重组"实现自身粒度大小的动态调整,并依此来提高细胞自动机动力学特性的复杂性,实现了快速加、解密。同构的硬件结构使该算法具有很强的实用性,仿真实验表明,该加密算法具有较高的安全性。 展开更多
关键词 细胞自动机 多粒度可逆细胞自动机 动力学复杂性 密码学 硬件同构
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基于细胞自动机的安全图像加密算法 被引量:2
6
作者 熊永红 廖晓峰 周庆 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期122-124,共3页
利用初等细胞自动机状态环性质进行加密后的密文图像仍可看出原图像的部分轮廓,且明文敏感性差。由此提出一种安全的图像加密算法,采用周期为2的二维细胞自动机对图像进行位平面加密,再通过状态环加密的方法使明文改变1 bit即可影响整... 利用初等细胞自动机状态环性质进行加密后的密文图像仍可看出原图像的部分轮廓,且明文敏感性差。由此提出一种安全的图像加密算法,采用周期为2的二维细胞自动机对图像进行位平面加密,再通过状态环加密的方法使明文改变1 bit即可影响整个密文图像。仿真结果表明,改进算法敏感性更高,密钥空间更大,且加密速度较快。 展开更多
关键词 图像加密 二维细胞自动机 初等细胞自动机 状态环 敏感性
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可编程细胞自动机伪随机序列发生方法 被引量:1
7
作者 张传武 陈向东 彭启琮 《电波科学学报》 EI CSCD 2004年第1期119-123,共5页
可编程细胞自动机不仅具有细胞自动机组成单元的简单规则性、单元之间作用的局部性和信息处理的高度并行性等特性 ,而且具有动力学行为的复杂变化性。基于具有不可约特征多项式的规则 90 /15 0加性细胞自动机的同构特性 ,本文提出了可... 可编程细胞自动机不仅具有细胞自动机组成单元的简单规则性、单元之间作用的局部性和信息处理的高度并行性等特性 ,而且具有动力学行为的复杂变化性。基于具有不可约特征多项式的规则 90 /15 0加性细胞自动机的同构特性 ,本文提出了可编程细胞自动机伪随机序列发生方法 ,其系统的结构参数随时间变化而变化 ,从而使得系统具有复杂的动力学行为。计算机模拟实验表明基于可编程细胞自动机的伪随机序列发生方法实现简单 ,产生的伪随机序列具有周期大、速度高和随机统计特性好等优点。 展开更多
关键词 可编程细胞自动机 伪随机序列 细胞自动机 序列密码 密码学
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利用三维细胞自动机模拟地震活动性 被引量:13
8
作者 朱守彪 蔡永恩 +1 位作者 刘杰 石耀霖 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期206-210,共5页
在由弹簧—滑块—阻尼器组成的平面网络非线性动力学模型研究的基础之上,对细胞自动机模型的演化规则进行了修改,并将其由二维拓广到三维。设计了100×100×40网格的三维大型地震细胞自动机模型,生成了13540个“地震”事件。结... 在由弹簧—滑块—阻尼器组成的平面网络非线性动力学模型研究的基础之上,对细胞自动机模型的演化规则进行了修改,并将其由二维拓广到三维。设计了100×100×40网格的三维大型地震细胞自动机模型,生成了13540个“地震”事件。结果表明,三维空间“地震”事件的时空分布与天然地震有许多类似的特征,满足震级与频度的G-R关系,且有分形分布规律。由此可见,三维地震细胞自动机比二维模型更符合实际。 展开更多
关键词 三维细胞自动机 地震活动性 G-R关系 分形分布
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摩擦时间依从的地震活动性细胞自动机模型 被引量:20
9
作者 刘桂萍 傅征祥 刘杰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期203-212,共10页
设计了一个改进的单断层地震孕育过程细胞自动机(CA)模型,通过设计外界通过 施加应力与模型间进行的能量交换和模型的细胞之间存在的非线性力学作用,试图理解地震 活动特性的力学机制.与早期细胞自动机模型相比,改进了参数的取... 设计了一个改进的单断层地震孕育过程细胞自动机(CA)模型,通过设计外界通过 施加应力与模型间进行的能量交换和模型的细胞之间存在的非线性力学作用,试图理解地震 活动特性的力学机制.与早期细胞自动机模型相比,改进了参数的取值方式,将摩擦时间依 从的理论引进模型,使该细胞自动机模型更接近实际的孕震系统.研究表明参数取值方式对 人工地震序列和各细胞破裂事件的非均匀时间特性有重要影响,较小震级和较大震级范围中 的事件分别遵从明显不同的累积频度一震级关系. 展开更多
关键词 摩擦时间 地震活动性 细胞自动机模型 震级
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脆性岩石破裂演化过程的三维细胞自动机模拟 被引量:26
10
作者 潘鹏志 冯夏庭 周辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1471-1476,共6页
在三维条件下定义了实体细胞自动机的基本组件,综合运用弹塑性理论、细胞自动机自组织演化理论、统计原理以及岩石力学理论等,建立了模拟岩石三维破裂过程的张量型细胞自动机模型,并开发了相应的数值模拟软件EPCA3D。利用EPCA3D对脆性... 在三维条件下定义了实体细胞自动机的基本组件,综合运用弹塑性理论、细胞自动机自组织演化理论、统计原理以及岩石力学理论等,建立了模拟岩石三维破裂过程的张量型细胞自动机模型,并开发了相应的数值模拟软件EPCA3D。利用EPCA3D对脆性岩石进行单轴压缩破裂过程模拟,通过破裂模式、岩样内部破裂情况、全应力-应变曲线和声发射曲线等的分析,揭示岩石破裂的机制。结果表明,EPCA3D能够较好地模拟非均质岩石在载荷作用下微裂纹的萌生、扩展和贯通的全过程。利用该模拟系统,采用应力-应变线性组合的加载控制方式,研究了不同围压对岩石全应力-应变曲线的影响。研究结果表明:对于脆性非均质岩石,低围压下容易表现为II类行为,且强度较低;高围压下容易表现为I类变形行为,且强度较高。 展开更多
关键词 三维弹塑性细胞自动机 岩石破裂过程 非均质性 围压 I类和II类曲线
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细胞自动机反向迭代加密技术研究 被引量:22
11
作者 张传武 沈野樵 彭启琮 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期125-129,共5页
细胞自动机固有的组成单元的简单性、单元之间作用的局部性和信息处理的高度并行性 ,并表现出复杂的全局特性等特点使得细胞自动机尤其适合于密码学中的应用 .该文简述了细胞自动机的基本概念 ,研究了基于细胞自动机反向迭代的输出序列... 细胞自动机固有的组成单元的简单性、单元之间作用的局部性和信息处理的高度并行性 ,并表现出复杂的全局特性等特点使得细胞自动机尤其适合于密码学中的应用 .该文简述了细胞自动机的基本概念 ,研究了基于细胞自动机反向迭代的输出序列熵最大化加密技术 ,并对系统保密性进行了分析 . 展开更多
关键词 细胞自动机 反向迭代加密技术 密码学 分组密码
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水压致裂过程的弹塑性细胞自动机模拟 被引量:9
12
作者 潘鹏志 冯夏庭 +2 位作者 吴红晓 孙峰 周辉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期722-727,共6页
利用自行研发的弹塑性细胞自动机模型和模拟系统,建立了非均质岩石水压致裂过程的细胞自动机模拟方法.该方法能够反映流体在水力梯度作用下进入新生微裂隙、形成新的流体渗流边界而对该边界产生张拉效应,并引起微裂隙的进一步扩展、贯通... 利用自行研发的弹塑性细胞自动机模型和模拟系统,建立了非均质岩石水压致裂过程的细胞自动机模拟方法.该方法能够反映流体在水力梯度作用下进入新生微裂隙、形成新的流体渗流边界而对该边界产生张拉效应,并引起微裂隙的进一步扩展、贯通,最终形成宏观裂纹的过程,可以方便地进行水压致裂过程中边界条件和水力参数的动态更新.同时,研究了不同均质度和井筒内径对水压致裂行为的影响.结果表明,随着井筒内径增加,极限水压力降低,而破裂模式基本相似,模拟结果与典型实验现象吻合较好. 展开更多
关键词 渗流与应力耦合 弹塑性细胞自动机 水压致裂 岩石破裂过程 非均质性
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基于混沌与细胞自动机的数字水印模式 被引量:6
13
作者 王丽娜 杨景辉 +1 位作者 张焕国 于戈 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期580-582,共3页
本文提出了基于混沌与细胞自动机的数字自动转化为灰度图像的方法.数字作为密钥,不同数字能产生不同的灰度图像,其实现过程为数字作为种子,使用混沌迭代产生随机序列,然后转化成二值图像,经细胞自动机处理,再使用平滑过程,这样就产生了... 本文提出了基于混沌与细胞自动机的数字自动转化为灰度图像的方法.数字作为密钥,不同数字能产生不同的灰度图像,其实现过程为数字作为种子,使用混沌迭代产生随机序列,然后转化成二值图像,经细胞自动机处理,再使用平滑过程,这样就产生了灰度图像.灰度图像作为嵌人宿主信号的数字水印模式,该水印模式的能量集中在低频.实验结果显示该水印模式有好的特性,使用该水印模式的水印算法能抵抗一些常见的攻击. 展开更多
关键词 混沌 细胞自动机 数字水印模式 数字水印
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基于细胞自动机与奇异值分解的零水印算法 被引量:9
14
作者 吴伟民 丁冉 +1 位作者 林志毅 邹勤辉 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第6期1689-1693,共5页
针对常规水印算法对JPEG压缩与几何攻击鲁棒性较差的问题,提出了一种基于细胞自动机(CA)变换与奇异值分解(SVD)的零水印算法。首先对图像进行二维细胞自动机变换,分离出低频近似图像并保存作为密钥的变换参数;然后对低频图像分块并在每... 针对常规水印算法对JPEG压缩与几何攻击鲁棒性较差的问题,提出了一种基于细胞自动机(CA)变换与奇异值分解(SVD)的零水印算法。首先对图像进行二维细胞自动机变换,分离出低频近似图像并保存作为密钥的变换参数;然后对低频图像分块并在每个子块上进行奇异值分解,通过细胞自动机变换规则在每个子块的奇异值矩阵上构造零水印;最后,图像认证时根据两个图像的水印相似度是否大于阈值来判断图像是否遭遇篡改。通过实验证明,该水印算法具有良好的不可见性和安全性,并且对于JPEG压缩与几何攻击表现出较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 细胞自动机 奇异值分解 零水印 信息隐藏
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细胞自动机函数优化算法 被引量:7
15
作者 郑波尽 李元香 吴漫川 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第19期66-67,共2页
细胞自动机广泛用于仿真、建模,提出用细胞自动机进行函数优化。该思想与演化算子结合的算法CAMGA在试验中取得了很好的效果。其中对BUMP问题的求解优于现今已经发表的结果。
关键词 细胞自动机 CAMGA 函数优化 演化算法 BUMP
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基于细胞自动机与多主体系统理论的城市模拟原型模型 被引量:25
16
作者 刘妙龙 陈鹏 《地理科学》 CSCD 北大核心 2006年第3期292-298,共7页
文章从城市地理学模拟模型研究发展相对滞后的现实出发,分析了传统城市模型模拟存在的问题与不足,讨论了计算机科学、复杂性研究、地理信息科学与技术、新发展的地学计算方法等作为计算城市模型发展基础的可行性,提出了一个基于细胞自... 文章从城市地理学模拟模型研究发展相对滞后的现实出发,分析了传统城市模型模拟存在的问题与不足,讨论了计算机科学、复杂性研究、地理信息科学与技术、新发展的地学计算方法等作为计算城市模型发展基础的可行性,提出了一个基于细胞自动机与多主体系统理论与方法、包容了多尺度(宏观、中观、微观)层次的综合可计算城市模拟原型模型框架,对以邻里社区为基础的居住区位微观模拟模型作了概念上的讨论,分析了地学计算方法在城市模拟模型研究中的发展前沿。 展开更多
关键词 地学计算 细胞自动机 多主体系统 城市模拟原型模型 微观居住区位模拟
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细胞自动机在地震波传播研究中的应用 被引量:20
17
作者 李幼铭 胡健行 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 1995年第5期651-661,共11页
本文基于细胞自动机在地震波传播研究中的最近成果,阐述了其基本的研究思路与理论框架,给出了一个计算实例.在此基础上就细胞自动机方法与传统波动方程的衔接关系及复杂介质中地震波正反问题作了讨论,并对研究前景进行展望.
关键词 细胞自动机 地震波传播 复杂介质 地震勘探
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基于遗传模拟退火法的量子细胞自动机电路仿真 被引量:9
18
作者 王森 蔡理 刘河潮 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期2027-2029,共3页
有机结合具有概率突跳特性的模拟退火和群体并行搜索的遗传算法的遗传模拟退火算法是一种有效搜索全局极值的算法,通过对算法操作和参数的合适设置,将其推广到量子细胞自动机电路的仿真。基于对量子细胞自动机基本逻辑电路的仿真结果验... 有机结合具有概率突跳特性的模拟退火和群体并行搜索的遗传算法的遗传模拟退火算法是一种有效搜索全局极值的算法,通过对算法操作和参数的合适设置,将其推广到量子细胞自动机电路的仿真。基于对量子细胞自动机基本逻辑电路的仿真结果验证了该算法的有效性,其性能明显优于Macussi等人提出的基于量子细胞自动机的模拟退火法。 展开更多
关键词 量子细胞自动机 遗传模拟退火法 模拟退火法 半经典模型
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基于细胞自动机模型的交通流模拟程序 被引量:6
19
作者 靳文舟 张杰 梅冬芳 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期34-38,共5页
基于细胞自动机模型和微观动态交通流模拟模型 ,使用C ++语言 ,采用模块化结构将交通流数学模型转变为主要由计算机程序组成的计算机模拟模型 ,以模拟车辆在路段上的运动 ,同时采用中断技术成功地实现了车辆的动态显示 .最后通过实测数... 基于细胞自动机模型和微观动态交通流模拟模型 ,使用C ++语言 ,采用模块化结构将交通流数学模型转变为主要由计算机程序组成的计算机模拟模型 ,以模拟车辆在路段上的运动 ,同时采用中断技术成功地实现了车辆的动态显示 .最后通过实测数据的计算 。 展开更多
关键词 细胞自动机 模拟程序 交通流 C++语言 模块化结构
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基于细胞自动机理论的交通流模拟模型 被引量:15
20
作者 靳文舟 张杰 郑英力 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期93-96,共4页
以细胞自动机理论为基础 ,结合我国城市道路情况及交通流特性 ,把车辆在路段上运动的变化规律表述为细胞自动机的演变规则 ,建立了基于细胞自动机理论的交通流模拟模型 .标定了细胞长度和最大速度等参数 ,继而提出反映车辆在路段上自由... 以细胞自动机理论为基础 ,结合我国城市道路情况及交通流特性 ,把车辆在路段上运动的变化规律表述为细胞自动机的演变规则 ,建立了基于细胞自动机理论的交通流模拟模型 .标定了细胞长度和最大速度等参数 ,继而提出反映车辆在路段上自由行驶、跟驰行驶和减速行驶等交通行为的细胞自动机规则 。 展开更多
关键词 细胞自动机 交通流 模拟 CA模型
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