基于生物特征的密钥生成和Rijndael算法的图像加密方案

利用用户生物特征生成密钥和Rijndael算法作为AES的优良特性,本文提出了一种基于虹膜生物特征的密钥生成和Rijndael算法的图像加密方案。实验结果表明,该方案具有良好的加密效果,得到了一种新的图像加密方法。     

基于演化硬件的图像加密技术研究

本文将演化硬件和细胞自动机图像加密相结合,提出了一种将演化硬件应用到图像加密中的新技术。通过对基本逻辑电路的演化找出正确的加密规则(搜索密钥),继而采用反向迭代加密技术对图像进行加密和解密。演化硬件既可以作为搜索密钥工具,也可以作为规则表的逻辑电路,密钥更换时不需要更换硬件,增加了硬件的重用性,而且实现了密钥分散,使加密安全性得到了增强。实验证实了该技术的可行性,取得了良好的加密效果。     

量子密钥分配的研究

在对称密码体制中,其加密密钥和解密密钥是相同的。加密信息的安全性取决于密钥的安全性,与算法的安全性无关,即由密文和加解密算法不可能得到明文。该文根据量子密钥分配原理,提出了实现对称密码体制密钥的绝对保密的量子密钥分配协议。理论分析表明这种密钥分配协议是安全可靠的。     

基于离散傅里叶变换融合双混沌映射的图像加密算法研究

频域加密非常适用于大多数数字和光学图像处理体系,而空间域加密则适用于图像通信。为了充分利用在图像频率域和空间域加密的优势,进一步提高图像加密系统的安全性,提出基于离散的傅里叶变换和双混沌映射的图像加密算法,同时对图像的频率域和空间域进行加密。首先,利用二维离散的傅里叶变换将图像从空间域转换成频率域,并用改进的分段Tent映射分别对幅值和位相进行置乱处理;其次,将置乱后图像频率域进行傅里叶逆变换,转换成空间域,获得置乱加密图像;最后,利用改进的Bernoulli移位映射对置乱加密图像进行扩散处理。在MATLAB仿真平台上,实验结果表明:该算法高度安全,密钥空间大,有较强的密钥敏感性能,有效地提高了抵御选择明文攻击的能力。     

一种基于时空混沌系统的彩色图像自适应位级加密算法

基于时空混沌系统,提出了一种新的自适应的在位级进行操作的彩色图像加密策略。首先将原始明文图像转化为R、G、B 3个分量,接着采用自适应方法进行加密,即先用B加密R得到R′,用R′加密G得到G′,用G′加密B得到B′,用B′加密R′得到R″,如此循环一轮即得到加密后的密文图像。加密操作包括置乱和扩散,使用时空混沌系统CML对原始图像在位级进行置乱,然后采用Logistic系统对置乱后的二值图像进行扩散。混沌系统的初始值受明文信息的影响,使得算法对明文敏感。对密钥空间、图像直方图、密钥敏感性、相关性、信息熵、明文敏感性、密码攻击进行的测试和分析,证明了算法的安全性和高效性,其在图像保密通信领域具有巨大的应用潜力。     

基于改进混沌映射的图像加密算法

为保证图像传输过程中的安全性,针对传统混沌映射加密算法存在的缺陷,提出一个基于改进混沌映射的图像加密算法。采用雅克比椭圆映射对初始密钥进行迭代,产生新的密钥;采用位置集合置乱方法对该密钥进行处理,得到一个位置集合,利用该位置集合对明文图像进行加密,得到密文图像;采用仿真实验测试算法的性能。仿真结果表明,该算法可以获得较好图像加密效果,具有安全性高、密钥空间大等优点。     

基于随机分数梅林变换的非线性图像加密算法

为了消除线性加密系统的安全隐患,提出了一种基于随机分数梅林变换的非线性图像加密算法。结合对数—极坐标变换和随机分数傅里叶变换构造了随机分数梅林变换,随机化过程用到的实对称随机矩阵由线性同余函数生成。输入的实值图像经随机分数梅林变换非线性加密,得到便于存储和传输的实值密文。该算法增加了线性同余函数的3个参数作为密钥,与分数梅林变换相比,随机分数梅林变换的分数阶密钥的敏感性更强。数值模拟表明该算法有较强的抗攻击能力,密钥灵敏度高,具有良好的安全性     

Hopfield神经网络和AES结合的超混沌图像加密算法

针对近几年人工神经网络在图像加密领域的应用进行了研究,提出了一种新的四维Hopfield神经网络和AES（高级加密标准）加密算法相结合的超混沌图像加密算法。该方法首先定义了四个数和提取一个明文像素值的平均值作为密钥,通过Hopfield神经网络生成的超混沌序列作为AES加密算法的目标密钥;然后,将明文与目标密钥进行异或处理;最后,将目标密钥代入算法进行三重AES加密算法进行加密得到密文。通过仿真实验表明,该算法能够很好地结合两种算法的优点,达到非常好的加密效果。     

基于混沌和傅里叶变换的数字水印算法

提出一种基于混沌映射和分数阶傅里叶变换的数字水印算法。采用有版权信息的二值图像作为水印,利用混沌映射在密钥的控制下对水印进行加密置乱。利用由密钥生成的混沌序列对数字图像进行分数傅里叶变换,并将已经混沌置乱的水印信息嵌入到原始图像的中频幅度谱系数对应的相位谱系数中,最后进行分数傅里叶逆变换可以得到嵌入水印的图像。通过仿真实验可以证明该算法简便易行,且具有良好的不可见性,对图像的剪切、压缩、添加噪声和旋转一系列的图像攻击操作具有良好的鲁棒性。     

基于混沌序列和DES的彩色图像加密算法的研究

介绍了DES加密算法的基本特点,证明了DES异或运算的一个重要性质,并且结合了混沌序列的优良特性,提出了一种基于混沌序列和DES的彩色图像加密算法和解密算法。该算法首先由Ulam-von Neumann映射生成加密的密钥,然后对图像进行DES异或运算,得到加密图像。解密的过程就是需要得到与加密时相同的密钥,利用DES异或逆运算的性质得到解密图像。实验结果表明该算法能够得到令人满意的结果。     

基于可见光的海上船舶油井平台遥感检测

针对目前海上船舶油井提取多是使用已有的非实时陆地岸线提取海域,并且提取算法缺少在大尺度影像上搜索和查找可能存在目标能力的问题,提出一种基于可见光遥感数据的船舶油井检测策略。该策略主要包括综合形态学运算提取海域、目标有无判定算法、迭代最优阈值分割(TS)滑动窗口(SW)目标提取三个部分。探讨了目标有无判定算法中的参数设置和滑动窗口的大小设置,并将提取结果与人工目视解译结果进行了交叉对比验证。结果表明,该策略通过设置合理的参数,可使目标提取的真实精度达到0.981,相对精度达到0.954,表现出较高的实用性。     

Comparative analysis of optical arrangements intended for recording of holograms with optically encoded and concealed images

In the paper we analyze some optical arrangements intended for recording of holograms with optical encoding of the image. In the first section on the basis of the Opto-electronic systems theory we are considering the processes of hologram recording and reconstruction with optically encoded images for Fourier and Fresnel hologram recording schemes with encoding mask in reference and subject branches. In the second section the detailed analysis of these schemes with encoding mask consisting of a set of secondary point sources placed in reference branch is made. The results of influence of optical elements installing inaccuracy in the arrangement of image retrieval on a quality of this image are obtained. The hologram recording arrangement for the further studies on the base of the analysis is chosen. In the third section we estimate a signal to noise ratio in the image plane for the arrangements selected. Analysis of multiplexing holograms using possibility with image optical encoding is made. The article is published in the original.     

复杂场景下灰度图像的运动目标跟踪

提出了一种对复杂场景下灰度图像序列中运动目标分割和跟踪的新方法:首先,利用光流法分割出运动目标;然后,以mean shift算法为核心跟踪感兴趣的目标.跟踪过程中以目标灰度直方图为特征进行帧与帧之间的目标匹配,其匹配的相似度以Bhattacharyya系数来测量.算法中利用Kalman滤波器对运动目标在图像中的位置进行预测,不仅可以有效解决目标的暂时遮挡问题,而且可以缩小模式匹配的搜索范围,提高处理速度.实验结果和对实验相关数据的分析验证了该跟踪算法的有效性和实时性.     

基于关键点及光流的平面物体跟踪算法

为提高复杂场景下基于关键点的平面物体跟踪算法的鲁棒性,提出一种融合光流的平面物体跟踪算法。检测目标物体与输入图像的关键点及其对应描述符,由最近邻匹配方法构建目标与图像间关键点匹配集合,通过光流法构建相邻两张图像间关键点的对应关系,将已构建的关键点匹配集合与基于光流的对应关系通过加权平均的策略进行融合,得出修正的关键点匹配集合,根据关键点匹配估计目标物体在当前图像的单应性变换矩阵,从而完成目标跟踪。在POT数据集上的实验结果表明,与SIFT、FERNS等算法相比,在校正误差阈值为5时,该算法在所有图像序列上的平均跟踪精度达到66.67%,具有较好的跟踪性能。     

一种改进的有效运动估计方法—准菱形搜索法

根据基于对象的MPEG－4视频标准[1]，以对象宏块的运动矢量作类似的多边形匹配，利用相邻帧中运动矢量和图象像素的相关性，提出了一种“准菱形”搜索运动估计方法，该方法在图象运动复杂的情况下，不仅能根据方向选择来扩大搜索范围，而且能有效地降低搜索点数和搜索次数，该算法利用C语言编程，结合Matlab数学工具来处理典型图象序列，其结果表明，该方法与菱形搜索，六角形搜索相比，具有既能够有效地保持图象质量又能降低计算的复杂度等优点。     

面向光学检测中轨迹优化问题的遗传算法研究

在自动光学检测中,取像次数及轨迹直接影响着检测效率,而图像拼接法效率较低。将该问题分解为聚类及轨迹规划问题;提出了一种基于布尔矩阵编码的遗传算法实现聚类操作,该方法不但可保证个体均为局部最优,且通过修复策略可响应各项约束条件;而后提出了“两段式”遗传算法对取像位置容差和取像顺序进行组合求解,从而实现了取像位置及轨迹的优化过程。实验验证了算法所规划的取像位置及取像轨迹较传统算法均有所提升,可有效提高自动光学检测的效率。     

基于虚拟搜索窗口的光学和SAR影像配准

光学和SAR影像的成像机理及像元表现形式互不相同,给两者的精配准造成很大困难。针对上述问题,提出基于虚拟搜索窗口的区域配准法,根据配准影像的空间特征,构建虚拟搜索窗口,将空间特征和灰度统计特征结合用于光学和SAR影像的自动配准,在保证算法搜索效率的同时提高配准精度。选取具有较大尺度和角度偏差的RADARSAT-2与ASTER影像进行实验,结果证明该算法对光学和SAR影像之间的角度和尺度偏差具有较强的鲁棒性,配准精度小于一个像素。     

一种基于互补投票的高效光流计算方法

描述了一个基于互补投票的高效、带有信赖度的光流计算方法,简称CMV方法.为了计算一个感兴趣区域的光流, 我们首先分割这个区域为若干个子区域,然后利用一个匹配策略计算每一个子区域的相似度分布.这些相似度分布被用来抽取两种类型的投票角色:正投票和负投票.随后,这两种投票角色在一个准则的控制下被用来获取一个最优的投票结果, 这个投票结果将决定光流及其信赖度. 为了削减CMV的计算复杂度,我们提出了一个基于正投票的(PV-based)负投票策略.实验结果显示,CMV方法能够有效计算低质量图像序列的光流,并且这个新的负投票策略在几乎没有影响性能的情况下极大地削减了算法的计算复杂度.     

An image-based feature tracking algorithm for real-time measurement of clad height

This paper presents a novel algorithm for real-time detection of clad height in laser cladding which is known as a layered manufacturing technique. A real-time measurement of clad geometry is based on the use of a developed trinocular optical detector composed of three CCD cameras and the associated interference filters and lenses. The images grabbed by the trinocular optical detector are fed into an algorithm which combines an image-based tracking protocol and a recurrent neural network to extract the clad height in real-time. The image feature tracking strategy is a synergy between a simple image selecting protocol, a fuzzy thresholding technique, a boundary tracing method, a perspective transformation and an extraction of elliptical features of the projected melt pool’s images. The proposed algorithm and the trained network were utilized in the process resulting in excellent detection of the clad height at various working conditions in which SS303L was deposited on mild steel. It was concluded that the developed system can detect the clad height independent from clad paths with about 12% maximum error.     

基于小波分析的显微视觉景深扩展

光学显微视觉系统的主要特点在于景深短,难以获取反映显微场景的全面信息。为解决该问题,提出基于小波分析的光学显微视觉系统景深扩展策略,分为局部清晰图像获取和多聚焦图像融合两个阶段：首先,以定义的小波系数活性水平为依据,构造了新型清晰度评价函数和聚焦曲线全局极值搜索策略来实现快速自动聚焦、获取局部显微场景信息的目的;然后,为实现多局部聚焦显微图像的融合,设计了小波系数活性水平选择型融合规则来融合获取的多个局部显微场景信息。实验表明,提出方法可有效扩展光学显微镜的景深。