论文摘要：图像置乱及其效果评价方法研究

随着多媒体技术的迅速发展和因特网的普及，图像因其直观且信息量大的优势成为信息传输的主要内容之一。而有些图像事关国家安全、企业机密、个人隐私，如何对这类图像实施保护从而保证图像完整而安全的到达接收方，成为一个挑战性课题。图像置乱技术能够将一幅图像的视觉效果呈现出各像素随机分布，类似噪声的特点，能很好的对图像信息加密，在一定程度上，提高了图像传输的安全性。
本文研究图像置乱及置乱效果评价的新技术及新方法，主要成果如下：
(1) 提出一种基于相邻像素间位异或的图像置乱算法。该算法首先根据每个像素和它前面相邻的像素进行按位异或运算，然后对其按照某种规则进行像素值的交叉换位，再次改变像素点的灰度值，从而提高图像置乱效果。实验结果初步显示，该算法与Arnold等现有的置乱方法相比，置乱后的图像不仅直方图发生了显著改变，而且置乱图像的特征更像白噪声，更加适用于图像文件的加密传输和秘密图像信息在数字水印技术中的置乱预处理。
(2) 提出一种将位平面分解与Gray码相结合的图像置乱方法。该方法首先将图像分解成八个位平面，通过位异或操作改变携带图像有用信息的高四位位平面的值，然后对得到的初步置乱图像的灰度值进行Gray码变换，进一步置乱图像，从而得到加密图像。初步实验结果显示，该方法置乱效果明显优于Arnold法、Hilbert、混沌法等现有置乱方法，且实现简单。
(3) 提出一种基于子图直方图相关的图像置乱盲评判方法。该方法首先分析理想置乱图像的定义和特征，归纳总结最优置乱图像的直方图特点；然后，将待评判的置乱图像进行分块处理，建立各子图的直方图序列，利用各序列间的相关度给出置乱程度的评判测度。两种不同类型的置乱效果评判实验显示，该方法不仅高效、灵活，评判不需要原始图像做参考，而且评判结果与人类视觉系统的主观感知相吻合，可快速判断图像置乱程度。
(4) 引入灰色理论中的灰色关联分析，提出一种新的置乱效果评价方法。该方法首先将置乱图像分块，通过计算各子块图像中每行元素的灰度均值来统计各子块的灰度信息，建立小样本序列，然后利用灰色关联分析理论计算各序列之间的灰度信息关联度来评判各子图像灰度信息的关联程度,从而获取图像的置乱效果。实验表明，该方法能有效的评价不同置乱变换的置乱效果，且评判不需原图像参与，与基于SNR的置乱评判方法相比，能更加客观的评判置乱效果，且与人眼目测结果相符。

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