基于量子比特相位的彩色图像描述方法及应用

为解决量子计算机上彩色图像的描述及加密问题,该文提出一种基于量子比特相位旋转的新方法。首先通过将像素灰度值映射为量子比特的相位,将彩色图像描述成一个量子叠加态,其中基态描述像素的位置,而对应的概率幅即为该像素的灰度值。然后基于量子比特的相位旋转,设计了一些简单的图像处理方法。最后提出了一种新的彩色图像加密算法,该算法包括像素位置的置乱和量子比特的旋转两个过程。所提方法可在将来的量子计算机上执行。经典计算机上的仿真结果验证了方法的有效性。     

彩色图像的量子水印算法

为提高彩色图像的量子水印效果，本文提出一种基于新颖的增强量子描述(NEQR)的彩色图像水印嵌入及提取方法。首先将水印图像的幅度调整为与载体图像同样大小，然后采用NEQR方案将载体图像量子化，将水印图像嵌入到载体图像中。两幅图像独立存在，采用一个辅助比特进行切换。通过对水印图像中像素灰度值的24个量子比特实施相位旋转实现对水印图像的置乱。嵌入的水印图像被置乱后，每个像素的灰度信息为一个均衡的量子叠加态，测量后整幅图像为一个均匀的白噪声。水印图像的提取过程为嵌入的逆过程，只需采用嵌入过程所用算子的共轭转置即可。该方法的优点是，可在将来的量子计算机上运行，水印的嵌入不影响载体图像的视觉效果，且嵌入的水印图像具有很好的安全性。      

基于量子密钥分发和像素置乱的图像加密方法研究

鉴于当前经典图像加密算法的局限性及量子密钥分发协议无条件安全的特性,提出一种基于量子密钥分发和像素置乱的图像加密方法。首先通信双方产生量子密钥序列,然后将密钥序列转换成与要加密的图像对应的像素矩阵,将该像素矩阵与对应的图像的像素矩阵元素按位进行异或运算,再利用下一量子密钥序列生成像素置乱矩阵,对图像像素进行置乱变换,最终完成加密。解密方用与发送方相反的方法进行像素位置复原,再利用密钥矩阵进行异或运算即可解密。该算法所有密钥均采用量子密钥分发协议产生,安全性高,实现简单,经实验仿真证明,加密后的图像直方图呈均匀分布,像素相关性非常弱,像素变化率和信息熵高。     

基于超混沌系统的彩色图像加密新算法

为了研究数字图像在通信中的安全传输问题,提出了一种改进的基于超混沌系统的彩色图像加密算法.利用改进的Logistic映射对彩色图像的R、G、B三层像素灰度值进行位置置乱,对置乱后的各层像素灰度值采用陈氏超混沌系统异或加密,得到彩色密文图像.使用MATLAB7.0进行仿真.密文图像杂乱无章,毫无规律,完全不同于原始图像.仿真结果表明,该算法密钥空间大,效率高,安全性能好,适用于彩色图像的安全传输.     

一种基于混沌映射的快速图像加密算法优化

为了解决现有图像加密算法存在随图像尺寸变大导致加密时间迅速增加的问题,采用基于logistic和Arnold映射的改进加密算法实现了快速图像加密算法的优化。该算法基于两种混沌映射对原文图像进行像素置乱和灰度值替代,像素置乱是按图像大小选择以H个相邻像素为单位进行,通过适当调整H的取值实现加密时间优化;灰度值替代是利用Arnold映射产生混沌序列对置乱图像进行操作而得到密文图像。结果表明,对于256×256的Lena标准图像,加密时间降低到0.0817s。该算法具有密钥空间大和加密速度快等优点,能有效抵抗穷举、统计和差分等方式的攻击。     

彩色图像置乱方法研究

这里主要研究彩色图像的置乱方法,目的是提高置乱效果及置乱效率。分别研究了基于像素灰度变换的彩色图像置乱方法及基于像素位置变换的彩色图像置乱方法,仿真分析了2种置乱方法的不足,提出了一种新的基于Arnold变换的彩色图像置乱方法。采用同时改变像素位置及灰度值的方法,兼顾了置乱图像在视觉上及理论上的置乱效果。仿真实验表明该置乱算法提高了置乱度,节约了恢复时间,是一种简单、高效的彩色图像置乱方法。     

基于相关性的图像置乱程度衡量方法

为了对数字图像置乱程度进行有效的衡量,根据数字图像相邻点之间像素值的相关性随像素点位置的变化而改变这一原理,提出了一种基于各相邻点之间像素值差异的图像置乱程度衡量新算法.并由Matlab软件仿真结果表明,该方法可以清楚的表现出图像置乱程度与置乱次数的关系.     

一种基于位运算的数字图像加密算法

给出了一种混沌序列的非线性二值化方法,提出了一种基于位运算的数字图像加密算法.加密算法首先利用传统的混沌系统产生的混沌序列对图像进行位置置乱;其次对置乱后图像进行基于灰度值二进制序列的置乱操作;最后应用文中方法对结果图像灰度值的二进制序列按位进行异或运算.实验结果表明,该加密算法具有良好的安全性和加密效果.     

改进的量子图像水印算法

量子图像水印算法是量子图像处理的典型问题,目前国内外文献还相对较少,且大多针对单色图像。本文分析了一种典型的基于量子傅里叶变换的量子图像水印算法存在的不足,然后提出了改进措施。具体包括三个方面,首先,提出一种改进的量子图像描述方法,将单色图像推广到彩色图像;第二,将水印图像的幅度提高到与载体图像相同;第三,给出了水印嵌入和抽取的量子策略。经典计算机上的仿真结果验证了提出方法的有效性及可行性。      

一种基于Arnold变换和RSA的图像加密算法

提出一种Arnold变换和RSA相结合的图像加密算法。利用Arnold变换对图像的像素位置进行链式迭代置乱。在对置乱后的图像像素值进行替代和扩散的过程中,采用基于大素数分解的RSA算法,构造一个位置置乱和灰度变换相结合的加密算法。实验仿真结果表明该算法支持变长密钥,具有敏感性强、去相关能力强及抵御统计和已知明文攻击等优点,能够取得很好的加密效果。     

基于细节保留的椒盐噪声自适应滤波算法

针对灰度图像中椒盐噪声的特点,提出了一种更加精确的噪声检测方法:该方法利用滤波窗口内像素点灰度值的不同,将受椒盐噪声污染的图像中像素点划分为噪声点,疑似噪声点和信号点.通过设定阈值,并参考相邻像素点的相关性来进一步区分疑似噪声点,最终建立噪声标记矩阵.对于被标记的噪声点,采用自适应滤波算法,保留更多的图像细节.仿真结果表明,该算法在除去噪声点的同时,对于边缘细节也有非常好的保护作用.     

基于单图像局部置乱和动态反馈扩散的混沌图像加密算法

提出一种基于单图像局部置乱和动态反馈的混沌图像加密算法。首先,提出一种单图像局部置乱算法。其次,在扩散阶段,采用一种基于动态反馈的扩散策略来改变置乱后图像中的像素值,通过动态反馈来改善图像的加密效果。最后,实验结果表明,与3种经典的算法相比,提出的算法大大缩短了加密时间;并且只通过一次加密,其像素变化率和归一化平均变化强度值都可接近99.6%和33.4%,进一步证明了提出的算法具有良好的抵抗差分攻击的能力。     

基于填充曲线和相邻像素比特置乱的图像加密方法

为提高图像传输安全性,该文提出一种基于填充曲线和相邻像素比特置乱的加密算法。首先,设计一种新的填充曲线用于图像像素的全局置乱。其次,将混沌序列作为约瑟夫遍历的起点和步长,利用改进的约瑟夫遍历方法对相邻像素进行比特级置乱。像素级和比特级的双重置换,打破了图像像素间的高度相关性。最后,通过双向密文反馈,进一步提高方法的安全性。此外,设计了一种与明文图像关联的自适应密钥生成方法,以克服选择/已知明文攻击。并从密钥空间、密钥灵敏度、信息熵和相关性等性能指标对该方案进行了分析,结果表明,该算法具有良好的性能和足够的安全性。     

一种高效去除椒盐噪声的中值滤波方法

提出了一种基于先检测、后滤波的椒盐噪声滤除算法．将像素值为0或255附近的像素点作为疑似噪声点,其余点为信号点．信号点不做任何处理,以保留更多的图像细节．而对于疑似噪声点,首先用改进的自适应极值中值方法进行噪声检测,并将检测结果记录在一个二值矩阵flag中,其中信号点记为1,噪声点记为0．然后根据图像像素值矩阵与flag的点积进行自适应中值滤波处理．实验结果表明,不仅对真实含噪图像处理有很强的适应性,而且对噪声密度高的图像,能在有效去除椒盐噪声的同时保护图像细节．在不同噪声率下均优于标准中值（SMF）滤波法及其一些改进方法,在噪声密度为10％～90％其峰值信噪比（PSNR）平均提高6dB．     

新颖的差值扩展可逆数据隐藏算法

提出一种变换方向自适应的差值扩展可逆数据隐藏算法(ACD),ACD通过扩展像素对的差值嵌入数据。像素对中一为参照像素,另一为变换像素,ACD根据像素对所处区域类型的估测,自适应选择变换像素,暗区选大值像素,亮区选小值像素,否则选默认方向像素。理论分析及实验结果表明,ACD解决了预测误差扩展可逆数据隐藏算法(PEE)在暗或亮载体时灰度溢出急剧增加的问题,与采用现有灰度溢出解决方案的PEE相比,改善了载体普适性,性能更稳定。     

去除椒盐噪声的非对称有向窗加权均值滤波

针对传统滤波对称窗口在图像边缘处会引入干扰像素引起图像模糊的问题,提出一种非对称有向窗加权均值滤波算法.首先,基于区域极值进行噪声检测;其次,在对称有向窗的基础上提出非对称有向窗的概念,对于噪声点,通过标准差最小的原则自适应选择非对称有向滤波窗口;然后,在选择的非对称有向滤波窗口内对噪声点进行自适应基于距离倒数的加权均...