非线性忆阻器的串并联研究及在图像处理中的应用

摘要：

忆阻器是一种新型的非线性动态可变电阻器，其阻值变化依赖于通过它的电荷量或磁通量。作为第四种基本电路元器件，忆阻器具有不同于电阻、电容和电感的独特性能，在非易失性存储器、神经形态系统、非线性电路等众多领域中有巨大的应用潜能。基于惠普忆阻器模型，推导了一种带有窗函数的闭合形式的电荷控制忆阻器数学模型，该模型能够模拟忆阻器边缘附近的非线性离子迁移现象，同时能够保证忆阻器的边界条件，使忆阻器工作在正常的工况内，是一种更接近实际器件的忆阻器模型。进一步分情况对忆阻器的串并联电路进行理论推导。最后，基于忆阻器串并联电路的性质，将忆阻器与数字图像处理相结合，利用忆阻器实现图像处理所需的非线性映射函数。大量的计算机仿真验证了提出的方案在图像取反、对比度伸缩及图像灰度调整应用中的有效性。该方案的提出有望进一步推动数字图像处理的发展，促进数字图像处理硬件的实现。

关键词：忆阻器、电荷控制模型、串并联电路、图像处理、映射函数

分类号：TM54(电器)

资助基金：新世纪优秀人才支持计划教技函[2013]47号；国家自然科学基金61372139，61101233，60972155；教育部“春晖计划”科研项目z2011148；留学人员科技活动项目择优资助经费国家级，优秀类，渝人社办〔2012〕186号；重庆市高等学校优秀人才支持计划渝教人〔2011〕65号；重庆市高等学校青年骨干教师资助计划渝教人〔2011〕65号；中央高校基本科研业务费专项资金XDJK2014A009，XDJK2013B011．

在线出版日期：2015-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：153-161