计算机视觉课设答辩ppt

1、姓名姓名: : 陈永秀陈永秀专业：专业： 精密仪器及机械精密仪器及机械计算机视觉课设计算机视觉课设图像置乱的设计及实现图像置乱的设计及实现1234图像置乱的概述图像置乱的概述基于变换矩阵的图像置乱基于变换矩阵的图像置乱 基于基于Arnold变换基础上的置乱变换基础上的置乱图像置乱的分析与总结图像置乱的分析与总结一、图像置乱的概念一、图像置乱的概念图像置乱技术属于图像加密技术，它通过对图像像素矩阵的重排，破坏了图像矩阵的相关性，以此实现信息的加密，达到安全传输图像的目的。图像置乱的实质是破坏相邻像素点间的相关性，使图像“面目全非”，看上去如同一幅没有意义的噪声图像。单纯使用位置空间的变换来置乱图

2、像，像素的灰度值不会改变，直方图不变，只是几何位置发生了变换。置乱算法的实现过程可以看做是构造映射的过程，该映射是原图的置乱图像的一一映射，如果重复使用此映射，就构成了多次迭代置乱。二、基于变换矩阵的图像置乱二、基于变换矩阵的图像置乱 通过数学中矩阵的初等变换可以将图像转换为另一幅图像，从而达到置乱的目的，但其置乱作用较差，因为初等变换是整行或整列进行变换，并不是对矩阵中每个点进行变换。而一些非线性变换则有可能对图像置乱起到较好的作用。2.1 2.1 二维坐标置乱加密原理二维坐标置乱加密原理将图形分解成二维坐标上的一个个点的组合，用G(i,j)(i=1,2,.M，j=1,2.,N)表示各个点，

3、然后通过一个方程将有序的点置乱，置乱的点组合起来的图便是加密后的图。G(i,j)为原图各点，G1(i,j)为加密图各点，用方程G1(i,j)=0.1*G(i,j)+0.9*Gadd(i,j)（对原来的点进行加权求和）得到G1(i,j)，再将其按顺序输出，记得到置乱后的图像。2.1.1 2.1.1 用用MATLABMATLAB实现图像置乱的程序如下：实现图像置乱的程序如下：G=imread(D:Miss256G.bmp);subplot(1,3,1)imshow(G)title(原图)Gadd=fix(256*rand(256,256,3);for i=1:256 for j=1:256 G(i

4、,j)=0.1*G(i,j)+0.9*Gadd(i,j); %进行加权求和 endendsubplot(1,3,2)imshow(G); %显示图像title(置乱后的图像)结果如下：结果如下： 2 2.2 .2 二维坐标置乱解密原理二维坐标置乱解密原理 将置乱后的点G1(i,j)通过与原来方程的逆运算，得到G2(i,j)，并将其组合起来，即得到恢复后的图像。2.2.1 2.2.1 恢复图像程序如下：恢复图像程序如下：G=imread(D:Miss256G.bmp);subplot(1,3,1)imshow(G)title(原图)Gadd=fix(256*rand(256,256,3);for

5、 i=1:256 for j=1:256 G1(i,j)=0.1*G(i,j)+0.9*Gadd(i,j); %进行加权求和 endendsubplot(1,3,2)imshow(G1); %显示图像title()for i=1:256 for j=1:256 G2(i,j)=(G1(i,j)-0.9*Gadd(i,j)./0.1; %进行加权求和 endendsubplot(1,3,3)imshow(G2); %显示图像title(复原后的图像)结果如下：结果如下： 三、基于三、基于ArnoldArnold变换基础上的置乱变换基础上的置乱 3.1 变换原理变换原理 Arnold变换又称猫脸变

6、换，设想在平面单位正方形内绘制一个猫脸图像，通过下述变换，猫脸图像将由清晰变的模糊。矩阵表示即为： （3.1.1） 是图像中 的像素变换后的新的位置。反复进行此变换，即可得到置乱的图像。1 1mod( )1 2xxNyy 图像的二维Arnold变换，实现像素位置的置乱，所以经过Arnold变换处理的图像，其灰度直方图与原图一样。下面以256256的图像进行1次、192次置乱之后的图像，在192次置乱后，又回到原始图像3.1.1 3.1.1 用用MATLABMATLAB实现实现ArnoldArnold变换的程序如下：变换的程序如下：G=imread(D:Miss256G.bmp); w0 = d

7、ouble (G) / 255 ;m,n=size(w0);w1 =w0 ;subplot(1,3,1)imshow(w1 , ) ;title(原图)for k = 1:1 % 置换1次 for x = 1:mfor y = 1 :n x1 = x + y ; y1 = x + 2*y ; if x1 m x1 = mod(x1 ,m) ;end if y1 n y1 = mod(y1 ,n) ; end if x1= 0 x1 = m ; end if y1 = 0 y1 = n ; end w1 (x1 ,y1) =w0 (x ,y) ; end end w0 =w1;end subpl

8、ot(1,3,2)imshow(w1 , );title(置换1次) w0 = double (G) / 255 ;m,n=size(w0);w2=w0 ;for k = 1:192 %置换192次 for x = 1:m for y = 1 :n x1 = x + y ; y1 = x + 2*y ; if x1 m x1 = mod(x1 ,m) ; end if y1 n y1 = mod(y1 ,n) ; end if x1= 0 x1 = m ; end if y1 = 0 y1 = n ; end w1 (x1 ,y1) =w0 (x ,y) ; end end w0 =w1;en

9、d subplot(1,3,3)imshow(w2 , );title(置换192次)3.3.2 2 基于基于ArnoldArnold变换的图像恢复变换的图像恢复 Arnold变换具有周期性，当迭代到某一步时，将重复得到原始图像。传统的Arnold变换的图像恢复是利用Arnold变换的周期性。如下图所示3.2.1 3.2.1 用用MATLABMATLAB实现实现ArnoldArnold变换图像的复原程序如下变换图像的复原程序如下：G=imread(D:Miss256G.bmp); w0 = double (G) / 255 ;m,n=size(w0);w1 =w0 ;subplot(1,2,1

10、)imshow(w1 , ) ;title(原图)for k = 1:192 %置换192次 for x = 1:m for y = 1 :n x1 = x + y ; y1 = x + 2*y ; if x1 m x1 = mod(x1 ,m) ; end if y1 n y1 = mod(y1 ,n) ; end if x1= 0 x1 = m ; end if y1 = 0 y1 = n ; end w1 (x1 ,y1) =w0 (x ,y) ; end end w0 =w1;end subplot(1,2,2)imshow(w1 , );title(置换192次)四、图像置乱的分析与总结四、图像置乱的分析与总结其中二维坐标置乱法，原理简单，容易实现，但加密过于简单，容易被解密，却置乱效果不是很好；Arnold置乱方式实现容易，置乱效果较好，但由于在图像置乱过程中使用的矩阵形式是固定的，图像的隐秘性只能依赖于置乱的次数，安全性仍需加强；但是问题仍然存在，如果非法破译者不在乎恢复运算可能要花费的巨大计算时