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基于FPGA的AES和ECC算法图像加密

电子科技 2024年第6期37卷 92-97页

作者：方应李方玉明南京邮电大学集成电路科学与工程学院江苏南京210023

随着数字图像的使用次数日益增多,保护机密图像数据免受未经授权的访问较为重要。针对数字图像在通信、存储和传输等领域存在的安全问题,文中基于对称算法模型和非对称算法模型的优点提出一种具有高安全性和高速度性的数字信封技术密码... 详细信息

随着数字图像的使用次数日益增多,保护机密图像数据免受未经授权的访问较为重要。针对数字图像在通信、存储和传输等领域存在的安全问题,文中基于对称算法模型和非对称算法模型的优点提出一种具有高安全性和高速度性的数字信封技术密码方案。该方案以AES(Advanced Encryption Standard)和ECC(Elliptic Curve Cryptography)为基础,经优化后用于对称密钥共享的ECC硬件架构来提高密钥的安全性。通过加入伪随机数、使用列移位替代列混淆运算以及三维S-box等方式对传统AES进行优化,在保持香农扩散和混淆原理的同时降低了时间复杂性。基于FPGA(Field Programmable Gate Array)实现AES算法的数字图像加密仿真以及性能测试。测试结果表明,所提密码方案具有快速性、高安全性和有效性等优点,能够有效地实现图像加密。

关键词：数字图像数字信封 AES算法 ECC算法三维S-box FPGA 信息熵相关系数

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基于差异化和空间约束的自动图像描述模型

北京航空航天大学学报 2024年第2期50卷 456-465页

作者：姜文晖陈志亮程一波方玉明左一帆江西财经大学信息管理学院南昌330032

多头注意力机制是图像描述模型的常用方法,该机制通过多分支结构构建关于输入特征的独特属性,以提高特征模型的区分性。然而,不同分支的独立性导致建模存在冗余性。同时,注意力机制会关注于不重要的图像区域,导致描述的文本不够准确。... 详细信息

多头注意力机制是图像描述模型的常用方法,该机制通过多分支结构构建关于输入特征的独特属性,以提高特征模型的区分性。然而,不同分支的独立性导致建模存在冗余性。同时,注意力机制会关注于不重要的图像区域,导致描述的文本不够准确。针对上述问题,提出一种损失函数作为训练目标的正则化项,以提高多头注意力机制的多样性和准确性。在多样性方面,提出一种多头注意力的差异化正则,鼓励多头注意力机制的不同分支关注于所描述目标的不同部件,使不同分支的建模目标变得简单。同时,不同分支相互融合,最后形成完整且更有区分性的视觉描述。在准确性方面,设计一种空间一致性正则。通过建模多头注意力机制的空间关联,鼓励注意力机制关注的图像区域尽可能集中,从而抑制背景区域的影响,提高注意力机制的准确性。提出差异化正则和空间一致性正则共同作用的方法,最终提升自动图像描述模型的准确性。所提方法在MS COCO数据集上对模型进行验证,并与多种代表性工作进行对比。实验结果表明:所提方法显著地提高了图像描述的准确性。

关键词：多头注意力机制图像描述差异性空间约束模态融合

云存储中基于压缩感知和生命游戏的图像数据保护算法

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小型微型计算机系统 2024年第2期45卷 453-460页

作者：熊冰冰温文媖方玉明张玉书江西财经大学信息管理学院南昌330000 南京航空航天大学计算机学院南京210000

为实现云存储中图像数据低成本采样和安全传输,本文提出一种基于压缩感知和生命游戏的图像数据保护算法.该算法利用生命游戏规则产生的置乱矩阵,置乱明文图像的稀疏矩阵,增强元素的随机性,使得矩阵有较好的置乱效果.结合半张量积和压缩... 详细信息

为实现云存储中图像数据低成本采样和安全传输,本文提出一种基于压缩感知和生命游戏的图像数据保护算法.该算法利用生命游戏规则产生的置乱矩阵,置乱明文图像的稀疏矩阵,增强元素的随机性,使得矩阵有较好的置乱效果.结合半张量积和压缩感知技术对置乱后的矩阵进行加密和压缩,极大地节省图像数据在采样和传输过程中的存储空间.将压缩图像数据量化到0~255之间,提升图像数据的安全性.利用混沌系统产生的混沌序列实现压缩图像的扩散,增大图像信息熵.由于高维混沌系统产生混沌序列,该方案具有密钥敏感度高的优点.经实验分析,所提出的图像加密算法可以应用于云存储,且具有较高的安全性与传输效率.

关键词：图像加密生命游戏压缩感知半张量积混沌系统

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基于环形游标时间数字转换器的编码转换电路

固体电子学研究与进展 2024年第3期44卷 234-238页

作者：费宏欣刘海涛吴旭鹏任静方玉明南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023 南京筠芯科技有限公司南京210012

基于应用在锁相环的环形游标时间数字转换器(Vernier ring time-to-digital converter,VRTDC),提出了一种温度计码编码转换电路,解决了VRTDC电路在小量程计数时输出电路无法输出准确的码值,导致时间间隔错误的输出量化问题。采用Cadence... 详细信息

基于应用在锁相环的环形游标时间数字转换器(Vernier ring time-to-digital converter,VRTDC),提出了一种温度计码编码转换电路,解决了VRTDC电路在小量程计数时输出电路无法输出准确的码值,导致时间间隔错误的输出量化问题。采用Cadence Spectre仿真工具在标准180 nm CMOS混合信号工艺下对编码转换电路进行验证,验证结论表明该VRTDC可输出正确的编码值,有效分辨率可达10 ps、动态范围可达560 ns,且在测量范围内具有很好的线性度。

关键词：编码转换电路时间数字转换器环形游标

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一种12位低功耗电阻串架构DAC

微电子学 2024年第1期54卷 32-37页

作者：吴旭鹏张理振费宏欣任静周雅轩方玉明南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023 江苏润石科技有限公司江苏无锡214000

利用分段式电阻串结构,基于CMOS工艺设计了一款12位3.4 MHz低功耗数模转换器(DAC)芯片。结合建立速度和静态性能的设计指标,确定“5+7”式分段结构,在保证建立速度的条件下考虑到电阻的失配性,实现良好的微分非线性(DNL)和积分非线性(I... 详细信息

利用分段式电阻串结构,基于CMOS工艺设计了一款12位3.4 MHz低功耗数模转换器(DAC)芯片。结合建立速度和静态性能的设计指标,确定“5+7”式分段结构,在保证建立速度的条件下考虑到电阻的失配性,实现良好的微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)特性。后仿真结果表明,在3.4 MHz速度下,常温下DNL为0.14 LSB,INL为1 LSB,在-40~125℃下,DNL为0.6 LSB,INL为2 LSB,并且表现出-84 dB的总谐波失真(THD),以及在3 V电压下378μW的极低功耗,版图面积缩小到1.09 mm×0.91 mm。

关键词：数模转换器分段结构低功耗

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考虑风场作用的城市建筑区产流特征

南水北调与水利科技（中英文） 2024年第4期22卷 728-735页

作者：罗渝复林凯荣方煜铭张靖文张清涛庄鲁文朱涵陈刚中山大学土木工程学院广州510275 广东省海洋土木工程重点实验室广州510275 广东省水文局广州分局广州510140

为探究风场与建筑物对城市建筑区产流的影响,采取理论与实验相结合的研究方法,考虑风场与建筑区特征,提出一个建筑区产流计算公式。通过降雨径流实验对公式的合理性进行验证,实验结果与公式计算结果相近,表明公式在一定程度上反映建筑... 详细信息

为探究风场与建筑物对城市建筑区产流的影响,采取理论与实验相结合的研究方法,考虑风场与建筑区特征,提出一个建筑区产流计算公式。通过降雨径流实验对公式的合理性进行验证,实验结果与公式计算结果相近,表明公式在一定程度上反映建筑区产流特征。对于独栋建筑与松散建筑区,风场对产流有直接影响,建筑区产流量随降雨倾角增大而减小;对于密集建筑区,建筑区产流受风场与建筑区自身特征影响,产流量随建筑密度增加呈先增后减的趋势。在不同降雨倾角与不同建筑密度下,对建筑区产流进行计算,结果表明:降雨倾角不同时,建筑密度对产流量影响也不同;降雨倾角较大时,密集建筑区产流量随建筑密度增大而增大。

关键词：建筑区风场产流计算建筑密度降雨径流实验

Visual Attention Modeling in Compressed Domain:From Image Saliency Detection to Video Saliency Detection

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ZTE Communications 2019年第1期17卷 31-37页

作者： fang yuming ZHANG Xiaoqiang Jiangxi University of Finance and Economics

Saliency detection models, which are used to extract salient regions in visual scenes, are widely used in various multimedia processing applications. It has attracted much attention in the area of computer vision over the past decades. Since most images or videos over the Internet are stored in compressed domains such as images in JPEG format and videos in MPEG2 format, H.264 format, and MPEG4 Visual format, many saliency detection models have been proposed in the compressed domain recently. We provide a review of our works on saliency detection models in the compressed domain in this ***, we introduce some commonly used fusion strategies to combine spatial saliency map and temporal saliency map to compute the final video saliency map.

关键词： saliency detection computer vision compressed domain visual attention fusion strategy

基于MIKE FLOOD的深圳市大空港片区暴雨内涝模拟分析

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人民珠江 2024年第5期45卷 88-95页

作者：方煜铭马旭民林凯荣欧阳佳娜郭伟建郭靖中山大学土木工程学院广东广州510275 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 广东省海洋土木工程重点实验室广东广州510275 广东省华南地区水安全调控工程技术研究中心广东广州510275

由于气候变化以及城市化发展,引起强降雨等极端天气事件增多,导致城市内涝现象加剧,给城市交通、居民生活和基础设施造成严重影响。基于MIKE FLOOD平台,通过耦合MIKE 11、MIKE URBAN和MIKE 21三个模型,构建了暴雨内涝模型,对深圳市大空... 详细信息

由于气候变化以及城市化发展,引起强降雨等极端天气事件增多,导致城市内涝现象加剧,给城市交通、居民生活和基础设施造成严重影响。基于MIKE FLOOD平台,通过耦合MIKE 11、MIKE URBAN和MIKE 21三个模型,构建了暴雨内涝模型,对深圳市大空港片区内涝问题进行分析。利用2018年“山竹”台风实测暴雨条件下的实测水位、积水深度数据,对模型进行了参数率定和验证。在不同降雨情景下,内涝高风险区域主要集中位于研究区的中部区域以及河流沿岸附近。另外,根据“8·29”实测暴雨潮水位,模拟可得:大空港片区内涝点积水深度在15 cm以上的总积水面积约为7.11 hm^(2)。研究结果可为区域城市内涝防治提供科学的技术支撑。

关键词： MIKE模型城市内涝情景模拟成因分析大空港片区

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Study of the influence of virtual guard ring width on the performance of SPAD detectors in 180 nm standard CMOS technology

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Journal of Semiconductors 2023年第11期44卷 83-88页

作者： Danlu Liu Ming Li Tang Xu Jie Dong yuming fang Yue Xu College of Integrated Circuit Science and Engineering Nanjing University of Posts and TelecommunicationsNanjing 210023China National and Local Joint Engineering Laboratory of RF Integration&Micro-Assembly Technology Nanjing 210023China

The influence of the virtual guard ring width(GRW)on the performance of the p-well/deep n-well single-photon avalanche diode(SPAD)in a 180 nm standard CMOS process was *** simulation demonstrates that the electric field strength and current density in the guard ring are obviously enhanced when GRW is decreased to 1μ*** is experimentally found that,compared with an SPAD with GRW=2μm,the dark count rate(DCR)and afterpulsing probability(AP)of the SPAD with GRW=1μm is significantly increased by 2.7 times and twofold,respectively,meanwhile,its photon detection probability(PDP)is saturated and hard to be promoted at over 2 V excess bias *** the fill factor(FF)can be enlarged by reducing GRW,the dark noise of devices is negatively affected due to the enhanced trap-assisted tunneling(TAT)effect in the 1μm guard ring *** comparison,the SPAD with GRW=2μm can achieve a better trade-off between the FF and noise *** study provides a design guideline for guard rings to realize a low-noise SPAD for large-array applications.

关键词： single-photon avalanche diode(SPAD) virtual guard ring dark count rate(DCR) photon detection probability(PDP) afterpulsing probability(AP)