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Un análisis dinámico y una aplicación para el cifrado de imágenes de una red neuronal Hopfield basada en dos neuronas memristivas de orden fraccional

Autores: Venkatesh, Jayaraman; Pchelintsev, Alexander N.; Karthikeyan, Anitha; Parastesh, Fatemeh; Jafari, Sajad

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Un análisis dinámico y una aplicación para el cifrado de imágenes de una red neuronal Hopfield basada en dos neuronas memristivas de orden fraccional


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Memristiva
Red neuronal
Derivadas de orden fraccionario
Diagramas de bifurcación
Encriptación
PSNR

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 34

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este trabajo presenta un estudio sobre una red neuronal de Hopfield basada en dos neuronas memristivas con derivadas de orden fraccional. Se identifican los puntos de equilibrio del sistema y se analiza su estabilidad. Se obtienen diagramas de bifurcación al variar la fuerza de inducción magnética y la derivada de orden fraccional, revelando cambios significativos en la dinámica del sistema. Se observa que órdenes fraccionales más bajos resultan en una región de bistabilidad extendida. Además, el caos solo se observa para fuerzas magnéticas y órdenes fraccionales más grandes. Además, se explora la aplicación del modelo de orden fraccional para el cifrado de imágenes. Los resultados demuestran que el cifrado basado en el modelo fraccional es eficiente con alta sensibilidad a la clave. Conduce a una imagen cifrada con alta entropía, coeficiente de correlación despreciable y distribución uniforme. Además, el sistema de cifrado muestra resistencia a ataques diferenciales, ataques de recorte y contaminación por ruido. Los cálculos de la Relación Señal-Ruido Pico a Pico (PSNR) indican que el uso de una derivada fraccional produce un PSNR más alto en comparación con una derivada entera.

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