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第1章 绪论1

1.1非线性电子学研究进展1

1.2光电子学混沌研究进展3

1.3超混沌理论研究进展与电光混合调制系统5

1.3.1电路超混沌研究5

1.3.2光学超混沌研究6

1.3.3电光混合系统超混沌研究进展7

1.4混沌及超混沌的控制与同步方法7

1.4.1混沌控制7

1.4.2混沌同步8

1.4.3超混沌控制8

1.4.4超混沌同步9

1.5电路与光学混沌的应用状况9

1.5.1通信与信息安全中的混沌保密系统9

1.5.2光电混沌娱乐系统10

1.5.3改善和提高激光器的性能10

1.5.4自由空间激光混沌信息传输与测试10

1.5.5利用非线性电子器件单元研究新的混沌电子学现象10

1.5.6光信号的放大与压缩10

1.6视频动态影像编码与混沌加密的研究现状10

1.6.1视频加密技术的国内外发展过程11

1.6.2基于H.264的视频加密算法概述13

1.6.3视频加密研究的发展趋势14

1.7语音电子信息加密的研究现状15

1.7.1语音电子信息加密的国外进展15

1.7.2语音加密国内研究现状进展16

1.7.3语音信息加密具体应用研究17

1.8混沌电子学的其他应用18

1.8.1电子身份认证与超混沌序列安全18

1.8.2图像信息的混沌电子信息处理19

1.8.3掺铒光纤弱信号混沌检测系统19

1.8.4混沌细胞神经网络基础研究20

1.8.5基于混沌理论的视频加密系统研究20

第2章 非线性系统与混沌基本理论21

2.1非线性系统方程及其解的稳定性21

2.1.1非线性系统和范德波尔方程21

2.1.2微分方程的解及其稳定性24

2.2微分方程连续性与初始条件、参数变化的关系29

2.3状态方程解的可微性和灵敏度方程30

2.4奇点（平衡点）、极限环和分岔31

2.4.1奇点（平衡点）32

2.4.2极限环36

2.4.3分岔38

2.5吸引子和奇怪吸引子43

2.5.1吸引子43

2.5.2奇怪吸引子43

2.6混沌及其研究方法44

2.6.1从倍周期到混沌的过程44

2.6.2混沌的常规研究方法45

第3章 三阶电路系统混沌信号产生与控制48

3.1混沌信号产生的条件和特征48

3.1.1混沌的特征48

3.1.2混沌信号产生的条件49

3.2混沌的数值分析方法50

3.2.1李指数50

3.2.2功率谱54

3.3非线性系统的混沌控制58

3.3.1混沌控制的目标58

3.3.2混沌控制的方法58

3.3.3三阶非线性自治系统及控制61

3.4典型混沌电路与系统分析66

3.4.1洛伦茨混沌系统66

3.4.2洛伦茨混沌系统的电路实现72

3.4.3新混沌系统的构造75

第4章 光电子系统的电调谐超混沌研究77

4.1半导体激光器电调谐超混沌研究77

4.1.1半导体激光器产生混沌的条件77

4.1.2半导体激光器混沌与超混沌电调谐系统模型78

4.1.3两运算放大器构成简单电调制光学超混沌系统79

4.1.4多运算放大器组合电调制注入半导体激光器超混沌系统84

4.1.5混沌级联方式构成超混沌系统86

4.1.6混沌自适应电调制系统86

4.2半导体激光器电调制系统超混沌控制与同步91

4.2.1半导体激光器电调制系统超混沌控制91

4.2.2半导体激光器电调制系统超混沌同步92

4.3掺铒光纤激光器电调谐系统超混沌研究94

4.4掺铒光纤激光器电调谐系统超混沌控制97

第5章 电路混沌特性与超混沌理论研究99

5.1非线性系统超混沌电路结构与特性研究99

5.1.1非线性动力学系统与电路结构99

5.1.2非线性系统单元功能电路的参数调整与器件选择101

5.1.3利用非线性系统单元功能电路构造三阶混沌电路的勒斯勒尔自治系统103

5.2电光混合系统中超混沌电路构造方法与实验研究107

5.2.1根据复数洛伦茨-哈肯方程和单模激光理论构造超混沌电路108

5.2.2根据非线性动力学特性构造超混沌电路110

5.2.3非线性动力学电路组合功能模型研究110

5.2.4电路系统超混沌调试观测与数值模拟分析113

5.3利用分段线性电路和系统单元功能电路构建超混沌系统119

5.4电路超混沌控制研究121

5.4.1电路参数自调制实现超混沌系统控制121

5.4.2外部施加小参数共振扰动实现超混沌系统控制125

5.5电路超混沌同步研究126

5.5.1驱动-响应方法实现超混沌电路系统同步126

5.5.2主动-被动方法实现超混沌电路系统同步128

第6章 复合混沌映射的控制与超混沌扩频序列研究131

6.1混沌映射131

6.1.1满映射131

6.1.2轨道点的密度分布132

6.1.3轨道点的均值133

6.1.4混沌吸引子的激变133

6.1.5离散系统的李指数134

6.2混沌映射的复合136

6.2.1人字映射136

6.2.2Logistic映射137

6.2.3混沌映射的复合138

6.3复合超混沌映射的控制139

6.3.1复合混沌映射的控制139

6.3.2复合超混沌映射的控制144

6.4超混沌扩频序列的产生方案146

6.5混沌扩频序列的性能分析147

6.5.1自相关特性147

6.5.2互相关特性149

6.5.3多址能力与复杂度分析151

6.6混沌序列下的跳频通信仿真151

6.6.1切比雪夫混沌映射151

6.6.2跳频通信系统的模块设计153

6.6.3仿真结果分析155

第7章 超混沌保密通信系统应用研究156

7.1扩频序列混沌保密通信数字电路模块设计研究156

7.1.1扩频通信技术原理156

7.1.2混沌通信硬件可实现算法157

7.1.3混沌扩频序列发生器的设计159

7.1.4扩频序列混沌保密通信应用研究166

7.2软件无线电通信系统超混沌语音保密系统应用研究168

7.2.1软件无线电安全保密通信系统169

7.2.2勒斯勒尔超混沌语音保密通信系统171

7.2.3软件无线电模式下的语音超混沌保密通信系统仿真173

7.2.4勒斯勒尔超混沌语音保密通信系统的可靠性问题175

7.2.5有关软件无线电超混沌系统通信应用的讨论175

7.3超混沌同步图文图像保密通信与软件应用研究176

7.3.1超混沌信息掩盖技术应用176

7.3.2软件实现176

7.3.3实验结果与讨论177

7.4利用超混沌信息掩盖技术实现信息保密传输178

7.4.1混沌掩盖算法原理178

7.4.2超混沌掩盖-混沌加密方法179

7.4.3仿真实验结果181

第8章 基于混沌加密的图像和音频数字水印算法183

8.1图像数字水印技术及多尺度几何分析183

8.1.1数字水印原理183

8.1.2图像多尺度几何分析183

8.2基于混沌加密和NSCT的图像数字水印处理187

8.2.1Logistic映射与混沌序列的产生187

8.2.2水印信号置乱算法189

8.2.3水印信号加密算法190

8.3轮廓波变换和非下采样轮廓波变换190

8.3.1轮廓波变换190

8.3.2非下采样轮廓波变换191

8.3.3水印嵌入和提取算法191

8.3.4实验结果和分析192

8.4复倒谱理论与水印嵌入方法195

8.4.1倒谱与复倒谱195

8.4.2水印嵌入方法197

8.4.3图像置乱技术199

8.4.4水印嵌入算法201

8.4.5水印提取算法204

8.4.6仿真实验204

8.5混合域中同时嵌入鲁棒水印和脆弱水印的算法研究211

8.5.1图像混沌加密211

8.5.2水印嵌入算法211

8.5.3水印提取算法213

8.5.4仿真实验214

第9章 基于混沌加密的网上银行电子身份认证技术220

9.1网上银行身份认证理论与信息传输220

9.1.1身份认证与网上银行身份认证基本原理220

9.1.2网络环境下信息传输所面临的威胁与对策221

9.1.3网上银行常用的身份认证技术222

9.2基于动态口令的网上银行身份认证与混沌保密技术223

9.2.1网上银行身份认证技术原理223

9.2.2网上银行身份认证技术实现机制224

9.2.3信息安全与混沌保密技术225

9.3基于混沌同步加密的网上银行动态口令身份认证技术研究228

9.3.1Logistic映射的性质研究228

9.3.2网上银行动态口令混沌同步加密算法的设计原则232

9.3.3基于Logistic映射的网上银行动态口令身份认证技术设计232

9.3.4实验结果与分析238

9.4基于超混沌同步加密的网上银行动态口令身份认证技术研究240

9.4.1超混沌加密系统研究240

9.4.2典型的超混沌系统模型241

9.4.3二维超混沌系统研究243

9.4.4基于超混沌同步加密的网上银行动态口令身份认证技术设计246

第10章 掺铒光纤弱信号混沌检测系统249

10.1混沌与信号检测249

10.1.1混沌与弱信号检测249

10.1.2基于混沌振子的弱信号检测原理250

10.1.3达芬振子构成的弱信号检测系统252

10.2光纤弱信号检测理论与方法253

10.2.1互相关检测法253

10.2.2基于小波变换的弱信号检测法254

10.2.3随机共振弱信号检测256

10.2.4光纤弱信号检测257

10.3混沌状态判别方法研究258

10.3.1基于相图的直观法258

10.3.2数值法259

10.3.3基于过零周期的混沌周期状态阈值判据263

10.4掺铒光纤弱信号检测系统272

10.4.1光纤传感器272

10.4.2掺铒光纤273

10.4.3弱信号检测部分设计273

第11章 无线超短波语音数字化集群混沌加密系统288

11.1集群加密系统理论288

11.1.1集群通信系统讨论288

11.1.2集群通信特点分析289

11.1.3加密算法分析290

11.2集群系统混沌密码叠加方法研究297

11.2.1混沌加密系统分析297

11.2.2利用Logistic映射产生混沌序列299

11.2.3二值化方法产生混沌伪随机序列303

11.2.4语音混沌密码叠加方法研究308

11.3超短波条件下集群系统研究315

11.3.1超短波通信315

11.3.2基于超短波集群通信系统研究318

11.4语音信号的仿真和实验分析321

11.4.1数字语音信号的特征分析321

11.4.2加密算法与分析322

11.4.3语音信号仿真实验与分析326

11.4.4实验结果讨论328

第12章 视频编码与混沌动态影像加密330

12.1视频加密算法与性能分析330

12.1.1完全加密算法330

12.1.2空域选择加密算法330

12.1.3变换域选择加密算法331

12.1.4压缩编码和加密结合算法331

12.1.5视频加密算法性能分析331

12.2H.264的视频压缩编码标准332

12.2.1H.264编解码的基本框架和特性333

12.2.2H.264整数变换与量化335

12.2.3H.264帧内预测编码340

12.2.4 4×4亮度预测模式340

12.2.5 16×16亮度预测模式341

12.2.6色度块的预测模式342

12.2.7H.264帧间预测编码342

12.3基于混沌和H.264的视频加密系统设计343

12.3.1国内外H.264常用视频加密算法验证343

12.3.2视频加密系统设计基本思想347

12.3.3一种改进型分段线性混沌复合映射347

12.3.4混沌序列密钥分配351

12.3.5一种基于H.264的安全等级可调的加密算法354

12.3.6试验结果分析359

12.3.7视频加密系统设计361

12.4基于混沌和提升小波的视频加密研究364

12.4.1基于混沌和提升小波的视频加密流程365

12.4.2提升小波变换过程366

12.4.3基于混沌和提升小波的视频加密算法367

12.4.4试验结果分析368

参考文献372