一种基于猫映射和伯努利移位映射的图像加密算法

本文提出了一种基于混沌映射的图像加密算法,采用置乱-扩散的机制对图像进行加密.在置乱阶段,先将大小为M×N的8比特灰度图像拉伸为大小M×2N的4比特灰度图像,然后将4比特灰度图像中k×k的小块作为一个单元,利用混沌伪随机序列进行置乱.为了达到更好的加密效果,笔者对置乱后的图像进行了两轮扩散.对该加密算法进行了安全性能分析,包括直方图分析,相邻像素相关性分析,信息熵分析,密钥敏感性分析,密钥空间分析以及差分攻击分析等.数值实验表明该算法是一种有效的图像加密算法,在图像信息安全方面具有一定的应用价值.     

基于小波变换和人类视觉系统的稳健水印算法

提出了一种基于小波和人类视觉系统的稳健数字水印算法,首先将宿主图像进行小波分解,根据人类视觉系统求出重要小波系数,然后将灰度水印图像通过Arnold变换进行置乱,最后将置乱后的水印信息加入到宿主图像的重要小波系数中.提取水印信号需使用置乱密钥.置乱密钥的使用提高了置乱算法的安全性,使水印的安全依赖于密钥.在小波域中利用人类视觉系统使嵌入水印的图像具有较好的鲁棒性.数值实验和理论分析表明,该算法针对各种攻击具有很好的鲁棒性和更高的安全性.     

基于自生成模m单元矩阵的双置乱图像加密的快速算法

给出了一种双置乱图像加密快速算法。算法以生成的n维模m单元矩阵作为置乱矩阵,通过置乱图像像素的空间位置和置乱图像像素值相结合的双重置乱算法达到加密图像的目的。算法流程以数论知识为基础通过扩展密钥空间和扰乱图像的直方图提高了图像加密的安全性。图像加解密的效率也有较大提升。     

基于图像位平面级的信息隐藏算法的研究

根据图像的灰度值表示范围,应用位平面分解的方法,将其转化为若干个二值图像,将需要隐藏的图像进行置乱后,用其替换某一个位平面,而隐藏到图像中去.提取时,将该位平面提取出来,并进行逆置乱变换,即可恢复隐藏的二值图像.该算法的特点是隐藏效果好,提取时不需要原始图像.在置乱时,以一维置乱算法为基础,提出了两种新的置乱算法,算法可适应用AM×N(M≠N)数据矩阵.除置乱效果好外,算法安全性也很高.     

一种混沌系统图像全局置乱算法

利用混沌序列的易生成性、对初始条件强敏感性、类随机性以及整体的伪白噪声统计特性,提出了一种基于混沌系统的图像全局置乱算法.通过对矩阵中的单个图像元素置乱,形成图像置乱矩阵,并同时随机改变了图像的灰度值,具有良好的置乱效果.同时,该算法时间性能较好,而全局置乱矩阵的行和列的像素都显示出排列的强不规则性,因此,该混沌图像全局置乱算法具有较好的安全性.实验结果表明了本算法的正确性.     

改进的置乱扩散同步实现的图像加密算法

为改善图像加密算法对初始密钥的依赖性,提高算法的抗穷举攻击、抗统计分析攻击和抗差分攻击等性能,提出了一种改进的置乱扩散同步实现的图像加密算法,用于加密矩形灰度图像.先按照某种扫描模式重排图像像素,然后选用成对的Logistic映射产生的混沌序列作用于明文图像;最后,采用基于Chebyshev-Logistic混沌序列控制的一种明密文双向结合的扩散方式,对置乱后的图像进行扩散.为评价该算法的性能,做了密钥空间分析,统计直方图分析,相邻像素相关性分析,信息熵测试,以及扩散性测试等大量的仿真实验.仿真实验表明,该算法扩展了密钥空间,对密钥初始值有超强的依赖性,提高了密文图像的抗穷举攻击、统计分析攻击和差分攻击的能力.     

基于Rossler变换的图像置乱算法

针对大多数图像置乱算法置乱速度不理想、置乱后图像直方图不变等问题,可以通过引入三维Rossler混沌变换解决以上研究难题.运用Rossler混沌变换产生Rossler随机数序列构建三角矩阵.利用三角矩阵相乘非奇异矩阵得到的还是三角矩阵,其矩阵的逆也是三角矩阵的原理来实现置乱.运用Matlab软件对典型的Arnold算法、抽样置乱算法与本算法在置乱速度、置乱主观效果方面进行了对比实验.通过对实验结果的定性和定量分析得出,本算法的置乱速度和置乱效果优于其他两个算法.利用Rossler混沌变换置乱可以对图像置乱效果提供安全性,同时该算法实现简单、计算量小,可以快速达到理想置乱的效果.     

基于小波域的灰度图像盲水印算法

提出了一种有效的静止图像的自适应盲水印算法.该算法首先对水印图像进行置乱处理,再利用邻居特征平均值法和奇偶判决法将置乱后的水印图像嵌入到DWT变换后的原始图像中,最后对该算法进行了滤波、多种噪声、压缩和灰度转换等抗攻击测试.试验结果表明该算法具有较好的不可见性和抗攻击能力.     

基于傅立叶变换的图像置乱效果评价

目的 提出了基于傅立叶变换的图像置乱效果评价新方法,以便真实地评价图像置乱效果的好坏.方法 首先将置乱前后两图像分成大小相同的子块并对其进行傅立叶变换,其次利用置乱前后相同位置子块图像所对应频域系数来构造偏差矩阵并定义其离散概率分布,最后通过计算离散概率分布的信息能量作为图像置乱程度的评价.结果 给出一种新的置乱效果评价函数,不同算法置乱结果的评价表明本文方法是可行的.结论 提出的评价方法能够很好地度量图像的置乱程度,反映了加密次数与置乱程度之间的关系,与人的视觉基本相符.而且,对于不同的图像,该评价方法能在一定程度上反映所用的置乱变换在各置乱阶段的效果.     

基于对角折叠位运算的图像置乱方法

为提高数字图像在传输中的安全性,将空间位置信息和空域灰度信息相结合,提出了一种数字图像置乱算法,该方法首先将图像矩阵偶数行、列元素互换,并逆序排列偶数行元素,从位置上初步置乱图像;然后将图像矩阵沿两条主对角线折叠对应像素异或后,对得到图像分块,对每一子块进行相同的对角折叠位异或操作,进而对图像进行灰度空间的置乱;最后再将图像矩阵奇数行、列元素互换后,奇数行元素逆序排列,加大置乱程度.初步实验结果表明,该方法置乱效果明显优于Arnold法、Hilbert法、基于最高有效位及混沌系统的置乱方法.     

利用粒子群算法实现水泥μCT图像灰度校准

由于X射线源的发射能量不稳定等原因,导致μCT扫描仪在不同时间对同一水泥水化浆体扫描时,同一物质线性衰减系数不同产生灰度差异。依据水泥水化理论和图像处理相关原理,利用粒子群算法（particle swarm optimization, PSO）优化区间范围参数,将待校准的水泥图像灰度范围重映射到相关区间,再对原始的灰度直方图曲线进行拉伸变换,直到待校准图像直方图两个波峰区域与参考图像直方图两个波峰区域对齐为止,从而达到不同时间的水泥图像是同一物质灰度校准的目的。     

直方图处理在图像空间域增强处理中的应用

图像的灰度级变换增强是图像增强处理技术中一种直接的基于空间域的处理方法。主要研究了将灰度图像的灰度级数用直方图来表示,在MATLAB平台中,通过编程研究了直方图均衡化和直方图规定化算法,使直方图分布均匀,达到图像的增强。     

基于TD-ERCS混沌系统的图像加密方案

利用二维的TD-ERCS离散混沌序列生成密钥矩阵,并采用扩展后的希尔密码体制对像素进行改变,分别对灰度图像和彩色图像进行加密算法的Matlab仿真实验.图像加密后的灰度直方图和像素相关性分析表明,加密后的暗文扰乱性好,相关性低,说明该加密方案具有较好的加密效果和较高的安全性.     

新三维混沌映射及其在数字图像信息加密中的应用

引入新的三维混沌映射,结合有限域运算处理,构建一种数字图像加密方法.首先,Lu映射将原始图像信息映射为2个混沌矩阵;其次,将原始图像矩阵和生成的2个混沌矩阵,在有限域上执行4个轮次的运算处理.实验结果表明:提出的加密方法可以获得均匀细腻的置乱效果,在直方图评价、三向相关性评价等方面都表现出良好的加密性能,整个算法的加密速度也比较快.     

模糊聚类算法在痕迹图像分割中的应用

针对痕迹图像在比对与识别中的预处理要求,以图像像素灰度和邻域信息的二维矢量为聚类样本,以二维直方图确定阈值数,采用对样本进行加权的模糊c均值聚类算法对痕迹图像进行多阈值分割处理.实验结果表明,基于样本加权的模糊聚类算法速度快,对痕迹图像有较好的分割效果.     

基于SNR的数字图像置乱程度评价方法

数字图像置乱在信息隐藏和数字水印中具有广泛的应用,对图像置乱程度的评价尤为重要.由于置乱图像的"乱"是相对的视觉效果,基于此,本文将均方信噪比(SNR)与图像的最优分块处理相结合,提出了一种基于SNR的数字图像置乱程度的评价方法.实验结果表明,该方法能够较好地刻划图像的置乱程度及反映加密次数与置乱程度的关系,与人的视觉基本相符.     

Arnold变换在图像置乱中的应用研究

作为一种重要的图像加密技术,数字图像置乱近年来已成为信息安全领域的研究热点.对基于Arnold变换在数字图像置乱中的应用进行了研究,实现了Arnold置乱算法和置乱度,利用其周期性对数字图像进行了置乱和恢复,并且对该算法进行了攻击实验,最后实验验证.结果表明,应用Amold置乱方法对图像加密,可以有效地提高图像的安全性...     

基于混沌的图像加密算法性能分析

提出对基于混沌加密图像算法进行评价的若干参数,并且利用这些参数对一个典型的图像加密算法进行了模拟实验分析及安全性评价.模拟试验及分析结果表明,给出的几个评价参数是实用的、有效的,可以用来对基于混沌图像加密算法的置乱度及安全性能进行综合评价.     

基于位平面置乱和灰度值双向扩散的图像加密算法

提出一种基于位平面置乱和灰度值扩散的图像加密算法.对灰度图像高四位比特位平面分别用不同参数的Arnold映射进行置乱,低四位的比特位平面则保持不变.利用分段线性混沌映射产生伪随机的灰度值序列对置乱后的图像进行一个双向灰度值的扩散.通过高四位比特位平面的置乱和灰度值的双向扩散,使密文图像和明文图像的各种统计特性有了显著的差别,取得很好的加密效果.论文对加密算法的安全性进行了详细的分析,包括密钥敏感性分析、密钥空间分析、统计分析、差分攻击分析,信息熵分析等.数值实验结果表明,本文的图像加密算法具有密钥空间大、密钥敏感性强、可以抵抗统计分析攻击、蛮力攻击、差分攻击等优良特性.