اخیراً ایده استفاده از مباحث کوانتومی در الگوریتم های ابتکاری مطرح شده است. از مهمترین مزایای استفاده از محاسبات کوانتومی در الگوریتم های ابتکاری، حفظ تنوع جمعیت و افزایش کاوش الگوریتم در این روش ها است. از این رو در این پایان نامه به معرفی الگوریتم های گرانشی کوانتومی، به منظور دست یابی به عملکرد بهتری نسبت به عملکرد الگوریتم گرانشی پرداخته می شود. این الگوریتم ها شامل سه مدل الگوریتم گرانشی کوانتومی برای توابع تک-مدی(qgsa) و الگوریتم گرانشی با الگوبرداری از فیزیک کوانتوم(qigsa) و در نهایت الگوریتم گرانشی کوانتومی گسسته(dqgsa) هستند. برای اطمینان از صحت کار الگوریتم، آزمایش هایی شامل بهینه سازی دو گروه تابع محک استاندارد و نیز بهینه سازی مسایلی در حوزه های طراحی فیلتر، استگانوگرافی، تقریب سیستم-های خطی و طبقه بندی به کمک svm در فضاهای جستجوی پیوسته و گسسته انجام شده و نتایج آن با الگوریتم های متداول دیگر، مقایسه شده است. نتایج آزمایش ها کارایی الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد.

در این پایان نامه روش های تسهیم راز تصویری دیداری و آستانه ای (k, n) مورد بررسی و مرور قرار گرفته اند. همچنین سه روش تسهیم راز تصویری آستانه ای (k, n) طراحی و مراحل پیاده سازی آنها تشریح شده است. یک روش تسهیم راز تصویری آستانه ای (k, n) بر پایه جبر خطی ارائه شده است که نسبت به روش های تسهیم راز تصویری آستانه ای (k, n) از پیچیدگی محاسباتی کمتری در بازیابی تصویر راز برخوردار است و نیازی به اعمال جایگشت به تصویر راز قبل از تسهیم آن ندارد. در روش پیشنهادی به منظور شک بر انگیز نبودن تصاویر سایه، از تصاویر سایه عادی به جای تعدادی از تصاویر سایه تصادفی استفاده می شود. روش پیشنهادی علاوه بر تسهیم تصاویر طیف خاکستری، قادر به تسهیم تصاویر رنگی است. در روش پیشنهادی، آزمایشهای مبسوطی روی تعداد زیادی تصویر طیف خاکستری و رنگی انجام و نتایج با روش های تسهیم راز تصویری آستانه ای (k, n) موجود مقایسه شده است.

در سال های اخیر، ادوات بلور نوری تحول عظیمی در مخابرات نوری ایجاد کرده اند.از جمله این ادوات می توان به فیبرهای بلور نوری اشاره کرد که به خاطر خواص منحصر به فرد آن ها (مانند تک مود بودن در طیف وسیع، کنترل پاشندگی و شیب آن ، تلفات تحدید و تلفات خمش بسیار کم و ... ) در مقایسه با فیبرهای معمول، بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته اند. لذا با توجه به اهمیت این موضوع، در این پایان نامه به طراحی و شبیه سازی فیبرهای بلور نوری با ساختارهای مختلف پرداخته شده است و در مجموع پنج طرح ارائه شده است که سه طرح، مختص به فیبر نوری و دو طرح جهت جبران سازی پاشندگی در فیبرهای نوری است. ساختارهای ارائه شده برای فیبر نوری، دارای پاشندگی کم و نزدیک به صفر، شیب پاشندگی بسیار تخت و تلفات تحدید پایین در محدوده وسیعی از طول موج شامل باند e، s و c می باشند؛ این در حالی است که اغلب طرح های موجود در زمینه فیبرهای بلور نوری، قابلیت داشتن این سه خصوصیت را به طور همزمان ندارند. همچنین در این پایان نامه، فیبرهایی برای جبران سازی پاشندگی طراحی شده که علاوه بر داشتن ضریب پاشندگی منفی بالا در طول موج 1.55um، دارای تلفات تحدید پایین نیز می باشند. لازم به ذکر است که تأثیر هر یک از پارامترهای ساختار، مانند قطر حفره های هوای حلقه های مختلف، ثابت شبکه و غلظت آلایش بر منحنی پاشندگی و تلفات تحدید مورد بررسی قرار گرفته است.

با پیشرفت و گسترش شبکه¬های ارتباطی، امنیت اطلاعات نیز مورد توجه بسیار قرار گرفته است. یکی از رایج-ترین اطلاعات مبادلاتی در این شبکه¬ها، تصویر است که با رمزنگاری آن می¬توان امنیت آن را تضمین کرد. در این پایان¬نامه با استفاده از تابع آشوب لوجیستیک روشی را برای رمزنگاری تصاویر سطح خاکستری ارائه نموده¬ایم. ابتدا عددی بسیار وابسته به پیکسل¬های تصویر اصلی تولید می¬شود. سپس توسط این عدد، مقادیر اولیه-ی تابع آشوب را بروز می¬کنیم. رمزنگاری با استفاده از پنجره¬های تصادفی 16×16 انجام می¬شود که توسط تابع آشوب تولید می¬شوند. با اجرای عملیات یای انحصاری بین این پنجره و بلوک¬های 16×16 از تصویر، مرحله¬ی اول رمزنگاری انجام می¬شود. سپس، پیکسل¬ها توسط تابع آشوب جابجا می¬شوند. پس از آن، مشابه مرحله¬ی اول بار دیگر عملیات یای انحصاری با پنجره¬ی تصادفی جدید اجرا می¬شود.بررسی عملکرد الگوریتم و مقایسه¬ی آن با سایر الگوریتم¬ها نشان می¬دهد که خروجی رمزنگار دارای هیستوگرامی یکنواخت با آنتروپی بیشتر از7/997است. فضای کلید بسیار مطمئن 〖~2〗^505 را در اختیار قرار می¬دهد و همبستگی بین پیکسل¬های خروجی رمزنگار بسیار پایین (به طور میانگین 0/02) است. معیارهای npcrو uaci به ترتیب برای تصاویر مختلف به طور میانگین بیشتر از 99/6 و 33/4 بدست آمده است. حساسیت رمزگشا به کلید بسیار بالاست که با تغییر هر کدام از اجزای کلید به اندازه¬ی 〖10〗^(-14) ، خروجی رمزگشا کاملا شبه¬نویز و دارای هیستوگرام یکنواخت خواهد بود. بر خلاف بسیاری از الگوریتم¬ها، در براب نویز و فقدان بخشی از اطلاعات از خود مقاومت خوبی نشان می¬دهد و با توجه به مستقل بودن رمزنگاری پیکسل¬ها از یکدیگر و ساختار بلوکی، شرایط برای پردازش موازی فراهم شده است.

در این پایان نامه ساختارهای موجود سامانه های تعاملی بازیابی تصویر و روش های یادگیری کوتاه مدت، مورد بررسی و مرور قرار گرفته اند. همچنین یک سامانه تعاملی بازیابی تصویر رنگی که بر اساس ویژگی های دیداری عمل می کند، تشریح شده است. بازیابی تصویر بر اساس محتوا (cbir) شامل مجموعه ای از روش ها برای پردازش ویژگی های دیداری یک تصویر پرس و جو به منظور پیدا کردن تصاویر مشابه آن در یک پایگاه تصویر است. در این پایان نامه، برای بهبود عملکرد سامانه بازیابی تصویر از ابزار بازخورد ربط استفاده می شود. برای افزایش کارایی سامانه های بازیابی تصویر، ترکیب دو یا چند روش یادگیری کوتاه مدت در فرآیند بازخورد ربط پیشنهاد شده است. ترکیب در سه سطح انجام می گیرد: سطح تصاویر برگردانده شده، سطح توابع شباهت و سطح رتبه تصاویر. در راهکار ترکیب، روش های یادگیری در یک ساختار موازی قرار دارند. الگوی ورودی به همه روش‎های یادگیری اعمال می شود و هر کدام از آنها یک جواب برای مسأله ارائه می کنند. سپس با ترکیب مناسب این جواب ها پاسخ نهایی بدست می آید. هدف از ترکیب، بهبود دقت حل مسأله و بالابردن کارایی سیستم است. به عبارت دیگر، هدف آن اینست که عملکرد بهتری نسبت به بهترین سامانه ورودی فراهم آورده و نقاط ضعف یک روش را با نقاط قوت روش دیگر پوشش دهد. برای ارزیابی روش پیشنهادی، یک سامانه بازیابی تصویر مبتنی بر محتوا با 10000 تصویر از 82 گروه معنایی متفاوت مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از آزمایش ها برتری روش پیشنهادی را از لحاظ دقت بازیابی مورد تأیید قرار می دهد.

گونه جدیدی از حسگرهای فشار، حسگرهای فشار مبتنی بر بلور نوری میباشند. مشخصه مهم این بلورها شکاف باند نوری می باشد که استفاده از آن ها را به عنوان حسگر امکان پذیر ساخته است. در (r/a ) یک بلورنوری، شکاف باند نوری، به ضریب شکست، ثابت شبکه و نسبت شعاع به ثابت شبکه وابسته می باشد. با اعمال فشار به ساختار یک بلور نوری، ضریب شکست ماده و هندسه ساختار تغییر کرده و در نتیجه شکاف باند ساختار تغییر می کند، همچنین در یک حسگر فشار بلور نوری، با اعمال فشار، بر اثر تغییر ضریب شکست و هندسه ساختار، طول موج تشدید کاواک تغییر کرده، در نتیجه میتوان میزان تغییرات طول موج را به عنوان تابعی از فشار بدست آورد که این امر اساسیترین ایده در مورد حسگرهای فشار بلور نوری میباشد. اولین چالشی که در زمینه این حسگرها وجود دارد، بهبود همزمان پارامترهایی از جمله حساسیت، ضریب کیفیت و محدوده دینامیکی میباشد. چالش دیگر، بررسی صحیح اثر فشار بر هندسه ساختار حسگر می باشد. در این پایاننامه سعی شده تا بررسی صحیح و کاملی از اثر فشار بر هندسه ساختار حسگر ارائه شود . همچنین، سه حسگر فشار، بر پایه بلور نوری دو بعدی با شبکه مثلثی، طراحی، شبیه سازی و تحلیل گردیده است. مقایسه نتایج شبیه سازی نشان میدهد که ساختارهای پیشنهادی در مقایسه با طرح های پیشین، عملکرد بهتری از خود نشان داده و توانستهاند هر سه پارامتر ذکر شده را همزمان، به نحو مطلوبی بهبود بخشند.

امروزه گرایش روز افزونی به تحقق سیستم های کنترلی و ارتباطی در حوزه های دیجیتال وجود دارد. علاوه بر مزایای کلی سیستم های دیجیتال، استفاده از نمونه دیجیتالی حلقه قفل شونده فاز باعث رفع پاره ای از مشکلات مربوط به حلقه قفل شونده فاز آنالوگ می شود. یک حلقه قفل شونده فاز نوعی، ورودی مرجع را می گیرد و عملیات کنترل فیدبک را انجام می دهد تا سیگنال خروجی را به صورت هم فاز با سیگنال ورودی تنظیم کند. در حلقه قفل شونده فاز آنالوگ، خروجی اسیلاتور به طور پیوسته از طریق فیدبک حلقه بررسی می شود و زمانی که خروجی اسیلاتور از سیگنال ورودی فاصله بگیرد، ولتاژ خطایی تولید می شود تا اسیلاتور را به حالت هم زمان با سیگنال مرجع برگرداند. هدف این پایان نامه کاهش توان مصرفی، زمان قفل و ناحیه مرده حلقه های قفل شونده فاز تمام دیجیتال (معادل دیجیتال حلقه های قفل شونده فاز) است که سعی شده با بهبود آشکارسازفاز- فرکانس (به عنوان یکی از بلوک های اساسی حلقه قفل شونده فاز) به این هدف برسیم. در این پروژه دو مدار برای آشکارسازفاز- فرکانس پیشنهاد شده است.