双多通道虹膜识别系统的研究

在双多通道虹膜识别系统中,研究了局部区域通道对识别率的影响,提出了双向式区域划分和通道数的优化。研究了小波滤波器通道对识别能力的影响和滤波器通道的选择,给出了引入小波包通道来提升识别率的新方法。通过对WED(Weighted Euclidean Distance)分类器的改进研究,提出了相对WED分类器的新概念,进一步提高了系统的识别能力。     

基于时空混沌系统的单向Hash函数构造

提出了一种基于时空混沌系统的Hash函数构造方法.以线性变换后的消息数作为一组初值来驱动单向耦合映像格子的时空混沌系统，产生时空混沌序列，取其空间最后一组混沌序列的适当项，线性映射为Hash值要求的128bit值.研究结果表明，这种基于时空混沌系统的Hash函数具有很好的单向性、弱碰撞性、初值敏感性，较基于低维混沌映射的Hash函数具有更强的保密性能，且实现简单. 关键词： 时空混沌 Hash函数 单向耦合映像格子     

基于WT算法联合混沌理论的图像加密研究

图像加密作为信息加密领域的重要一支,其对于信息安全的重要性显得愈发重要,能够有效地对目标图像信息进行加解密逐步成为了人们的研究热点。为了提高图像加密的安全性,以混沌系统所具有的初值敏感性以及类似随机为基础,提出了采用“混沌变换”方法对图像进行置乱操作的算法,随后以此为基础结合小波理论设计一种图像加密算法。在图像的预处理阶段首先对图像采用小波变换得到四幅小波子图;随后基于混沌置换将四幅子图置乱处理;最后通过小波逆变换恢复出目标加密图像。通过数值仿真实验表明通过该方法解密获得的图像具有与原图像非常高的一致性,并且获得了较高的安全性。     

基于特定感兴趣区采样的虹膜定位改进算法

从虹膜图像特点出发,以瞳孔形心为辅助点实现对虹膜图像特定感兴趣区采样.并且根据虹膜内外圆半径的生理特点设定Hough变换半径参量,依据虹膜内外圆近似同心圆来筛选与虹膜外圆最匹配的Hough变换结果.该算法在主动避开眼皮,睫毛干扰的同时又显著降低了Hough变换的计算量.通过对中科院自动化所CASIA虹膜数据库108组图像的虹膜定位测试结果表明,该方法平均定位时间0.83 s,定位准确率98.9%.     

一种基于Arnold变换的数字图像加密算法

提出了一种基于Arnold变换的均匀数字图像加密算法。将传统的Arnold变换进行改进,加入两个参数a,b,并利用Logistic映射产生参数序列。将数字图像分块,对每个图像块分别进行参数不同的Arnold变换,由此实现对图像的位置置乱。另外将Arnold变换推广至多维,用于图像的灰度置乱,从而构造一个位置置乱和灰度置乱相结合的图像加密算法。实验仿真结果表明该算法能够取得很好的加密效果,且具有密钥空间大,密钥敏感性强,以及能够抵御统计和已知明文攻击等优点。基本满足图像加密的有效性和安全性要求。     

基于K-L变换的虹膜识别方法

提出了一种基于K-L变换和最近邻分类器的虹膜识别方法。该方法采用K-L变换得到一组虹膜图像基,并利用这组基图像构造一子空间,将待识别图像在这个空间上的投影系数作为待识别图像的特征向量。采用最近邻分类器进行了分类。基于CASIA虹膜数据库的试验表明,将K-L变换应用在虹膜特征提取上可以取得较高的识别率。     

基于人眼灰度分布特征的虹膜定位算法

虹膜定位是虹膜识别过程中的重要环节,定位速度和精度决定了整个虹膜识别系统的性能。提出了一种基于人眼灰度分布特征的虹膜定位算法,该算法利用形态学运算实现瞳孔圆心粗定位,采用划分区域求灰度均值隔项差值最大值的方法实现外圆半径的粗定位,并通过分层聚类的方法实现内外边界的精确定位。实验结果表明．与经典的虹膜定位算法如Wildes算法、Daugman算法相比,该算法定位结果更加准确,定位速度大幅度提高。     

基于离散余弦变换与二维Ushiki混沌的图像加密

提出了一种基于离散余弦变换与混沌随机相位掩模的图像加密方法。起密钥作用的两块混沌随机相位掩模由二维Ushiki混沌系统生成,Ushiki混沌系统的初值和控制参数可以替代随机相位掩模作为加解密过程中的密钥,因此便于密钥管理和传输。通过对密钥敏感性、图像相邻像素间的相关性、抗噪声攻击及抗剪切攻击等分析表明,图像加密方法具有较强的抵抗暴力攻击、统计攻击、噪声攻击和剪切攻击能力。     

结合计算全息与混沌的彩色图像加密方法

针对现有彩色图像光学加密方法存在解密结果失真的问题,提出一种结合混沌运算与菲涅耳衍射全息的彩色图像单通道加密新方法.首次加密操作利用菲涅耳衍射将彩色图像RGB通道分量转换成一幅实值计算全息图;第二次加密操作是利用改造的Logistic混沌系统对计算全息图像素进行置换与扩散.结果 表明,本文方法除传统混沌系统密钥以外,菲涅耳衍射距离、参考光波长和入射角方向余弦作为关键密钥均可以增大密钥空间(约为10249),而且具有较小的密钥体积;解密图像的保真度高且相邻像素相关性、信息熵、像素数改变率和归一化改变强度等评价指标均接近理想值;密文图像的直方图平坦,灰度分布均匀,完全隐藏了原始彩色图像的灰度和色彩信息.     

基于全息技术的光学加密系统实值编码

提出一种基于全息技术用于光学图像加密的实值编码方法.待编码的数字图像与一个大小相同、灰度值为零的图像组成一幅新的图像,然后与一个随机相位掩膜一起通过光学透镜作傅里叶变换,取变换结果的实部作为编码输出图像.利用全息记录的方法解码,即编码输出图像和随机相位掩膜的傅里叶变换相加通过光学透镜作傅里叶反变换,记录反变换的光强分布,再通过非线性变换或灰度变换的方法可以恢复原图像.     

A New Algorithm for Digital Image Encryption Based on Chaos Theory

In recent decades, image encryption, as one of the significant information security fields, has attracted many researchers and scientists. However, several studies have been performed with different methods, and novel and useful algorithms have been suggested to improve secure image encryption schemes. Nowadays, chaotic methods have been found in diverse fields, such as the design of cryptosystems and image encryption. Chaotic methods-based digital image encryptions are a novel image encryption method. This technique uses random chaos sequences for encrypting images, and it is a highly-secured and fast method for image encryption. Limited accuracy is one of the disadvantages of this technique. This paper researches the chaos sequence and wavelet transform value to find gaps. Thus, a novel technique was proposed for digital image encryption and improved previous algorithms. The technique is run in MATLAB, and a comparison is made in terms of various performance metrics such as the Number of Pixels Change Rate (NPCR), Peak Signal to Noise Ratio (PSNR), Correlation coefficient, and Unified Average Changing Intensity (UACI). The simulation and theoretical analysis indicate the proposed scheme’s effectiveness and show that this technique is a suitable choice for actual image encryption.     

光学小波包变换及其滤波器的研究

基于对光学小波变换必要条件的分析,提出光学小波包变换的概念.选出虹膜图库的联合最优小波包基,利用最优基的线性组合生成相应的复合光学小波包滤波器.将滤波器用于光电混合虹膜识别系统中对待识别输入进行小波包特征提取预处理,模拟结果不仅证明引入该滤波器可明显提升系统的识别效果,也证明了光学小波包变换提出的意义.     

基于公匙密匙分配体制的光学加密系统

针对光学变换加密系统的密匙安全管理和分发问题,提出了基于公匙密匙分配体制和光学变换的混合加密系统.首先利用光学加密系统对原始图像进行加密,然后对光学加密系统的工作密匙进行压缩,最后利用公匙密匙分配体制对压缩后的密匙进行分配和管理.解密时,接收方不需要等待,就可以预先利用公匙密匙分配体制获得解密密匙.理论分析和仿真实验表明,该方法不仅充分利用了光学变换加密系统具有多重密匙的特点,解决了密匙的安全分配和管理问题,而且突出了混合加密系统的速度优势.     

基于随机相位实值编码的光学图像加密

提出了一种用于图像加密的随机相位实值编码方法,待编码的纯相位图像与一个随机相位掩膜一起作傅里叶变换,取其实部作为编码图像.已编码的图像和随机相位掩膜的傅里叶变换相加作傅里叶反变换,反变换的光强可以准确地重建原图像.该编译码方法简单,编码图像是一个实值图像,便于计算机打印或显示输出.     

Security Analysis and Improvement of an Image Encryption Cryptosystem Based on Bit Plane Extraction and Multi Chaos

This paper analyzes the security of image encryption systems based on bit plane extraction and multi chaos. It includes a bit-level permutation for high, 4-bit planes and bit-wise XOR diffusion, and finds that the key streams in the permutation and diffusion phases are independent of the plaintext image. Therefore, the equivalent diffusion key and the equivalent permutation key can be recovered by the chosen-plaintext attack method, in which only two special plaintext images and their corresponding cipher images are used. The effectiveness and feasibility of the proposed attack algorithm is verified by a MATLAB 2015b simulation. In the experiment, all the key streams in the original algorithm are cracked through two special plaintext images and their corresponding ciphertext images. In addition, an improved algorithm is proposed. In the improved algorithm, the generation of a random sequence is related to ciphertext, which makes the encryption algorithm have the encryption effect of a “one time pad”. The encryption effect of the improved algorithm is better than that of the original encryption algorithm in the aspects of information entropy, ciphertext correlation analysis and ciphertext sensitivity analysis.     

基于双混沌系统的大数据环境并行加密算法设计 

为了克服大数据在采用串行加密方式时具有的加密效率低的问题,设计了一种基于双混沌系统的大数据环境的并行加密算法。首先,在对经典的Map-Reduce分布式并行计算框架进行研究的基础上,设计了大数据环境的并行加密模型。然后,设计了改进的Logistic映射和Tent映射构成双混沌系统,在此基础上,设计了Map函数、Sort函数和Reduce函数实现并行加密,在Map函数中通过Logistic映射和Tent映射的不断迭代计算加密密钥或解密密钥,实现明文到密文或密文到明文的转换,在Sort 函数对由Map函数输出的键值对进行排序并剔除重复的数据块,在Reduce函数中对加密后的密文数据块或解密后的明文数据块进一步合并构成输出数据,并生成Logistic映射和Tent映射的迭代次数初始值并保存在历史数据信息中。仿真实验表明：文中设计的基于双混沌系统的Map-Reduce并行加密模型能高效地进行数据加密或解密,能提高数据安全性和加密效率,具有较强的可行性。     

基于变形分数傅里叶变换的六重密钥图像加密

提出一种利用变形分数傅里叶变换和双随机相位编码对图像加密的方法.对要加密的图像分别进行两次变形分数傅里叶变换和两次随机相位函数调制,使加密图像的密钥由原来两重增加到六重.利用全息元件,可以用光学系统实现这种加密和解密变换.计算机模拟结果表明,只有当六重密钥都完全正确时,才能准确地重建原图像,这种六重密钥加密方法提高了图像信息的安全保密性.     

用多消失矩最优小波包基改进虹膜识别

采用层叠算法求出尺度函数和小波函数的离散采样序列的逼进，将不具有基函数解析表达式的母小波用于虹膜特征提取，并利于实现连续小波包变换.针对虹膜光学识别应用背景，提出采用基于连续小波包变换的多消失矩联合最优小波包基来改进特征图像相关识别的最优基，并用统计识别方法进行后处理以增强算法适应性，同时提出通过体全息相关系统来实现，以发挥光学高并行性的优势，模拟结果表明可获得比已有方法更高的识别率.