彩色图像中颜色不变性和耀斑的分离（Ⅰ）

景物中物体表面的色品是与该物体形状无关的稳定特性,称为颜色不变性。但是,由于耀斑(highlight)和影绸(shading)的存在,图像中对应物体表面点的色品却是变化的,不具有颜色不变性。正确理解图像颜色的基础是建立颜色反射的物理模型。本文叙述了根据Klinker提出的双色反射模型(the dichromatic reflection model),在三维颜色直方图(3D color histogram)中利用K-L变换做平面拟合,分离面反射分量(interface reflection component)和体反射分量(body reflection component),从而计算光源和物体颜色色度坐标的方法,讨论了实际CCD摄像机的局限性,给出了实验结果。     

基于Hamming weight和泄漏光子数的高级加密标准密码芯片光辐射分析攻击

通过研究密码芯片运行时的光辐射迹及其数据依赖性, 建立了操作数汉明重量与泄漏光子数的对应关系, 提出了一种简单有效的针对高级加密标准(AES)加密算法的密码芯片光辐射分析方法. 根据密码芯片运行时的光泄漏特性, 利用时间相关单光子计数技术搭建了光辐射分析攻击实验平台, 在AES加密算法执行第一次的轮密钥加操作后和字节替换操作后分别进行光泄露信号采集, 对基于操作数Hamming weight和AES密码芯片泄漏光子数对应关系的密钥分析攻击方法的有效性进行了实验验证, 通过选择几组明文成功地破解了AES加密算法的密钥. 实验结果表明, 当密码芯片的泄露光子数与操作数的汉明重量呈近似线性关系时, 该种光辐射密钥分析攻击方法对AES密码芯片的安全性构成了严重的威胁.     

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.     

彩色图像处理的可交换 Clifford 代数方法

采用可交换Clifford代数对彩色图像建模,充分利用彩色图像作为一个整体所具有的潜在颜色信息,实现彩色图像各颜色分量的并行处理,可完成彩色图像的整体处理。本文分析了彩色图像的表示方法,系统研究了一类可交换Clifford代数-Clcom2,定义了Clcom2上元素的四则运算规则、单位元、逆元、共轭、范数等。给出了基于可交换Clifford代数的彩色图像表示方法,并介绍了一个Clcom2架构下的彩色图像处理实例：彩色图像边缘检测。与传统的四元数彩色图像表示方法相比,本文所提出的方法最大限度地去除了数据冗余,其算法复杂度也大大降低。结果显示,基于可交换Clifford代数的彩色图像表示方法可以应用到彩色图像处理中。     

基于改进零树编码的图像联合压缩加密算法

在认真研究算术编码和算术加密的基础上,提出了一种基于改进零树编码的图像联合压缩加密算法.使用密钥对图像压缩产生的原始上下文和原始判决进行修正,实现了图像联合加密.阐述了上下文修正和判决修正算法的规则,对其安全性进行分析.结合比特平面编码技术,可以使用不同密钥对不同小波分辨率的系数分别加密,实现分辨率选择性加密,以满足不同应用需求.对零树编码进行改进,加入自适应算术编码,并对联合压缩加密算法进行仿真.结果表明:相对原始图像压缩算法而言,所提出的图像联合压缩加密算法具有基本相当的压缩效率;相对区间分裂的联合加密算法而言,所提出算法具有更好的安全性.     

彩色图像四元数矩不变量的研究

为了研究彩色图像的矩不变量特性,采用四元数进行彩色图像处理,以充分利用彩色图像的整体信息,实现彩色图像RGB并行处理。本文把传统灰度图像的矩不变量理论推广应用到四元数层面上来,定义了彩色图像的四元数矩并构造了该矩函数的仿射不变量。实验结果表明:所提出的彩色图像的四元数矩不变量的稳定性要优于L.V.Gool等人提出的彩色矩仿射不变量,其σ/u值提高了2个数量级。所提出的四元数仿射矩不变量可以作为模式识别中彩色目标的特征描述子来实现彩色图像目标的识别与跟踪。     

基于不光滑边界的变系数抛物型方程的高精度紧格式

本文讨论基于不光滑边界的变系数抛物型方程求解的高精度紧格式.首先构造一般变系数抛物型方程的高精度紧格式,并在理论上证明格式具有空间方向四阶精度.然后针对非光滑边界条件,引入局部网格加密技巧在奇异点附近进行不均匀的网格加密.数值实验以期权定价中Black-Scholes偏微分方程的求解为例,验证高精度紧格式用于光滑边界条件的微分方程离散可以达到四阶精度.对于处理非光滑边界条件,网格局部加密技巧能有效的提高数值解精度,使得高精度紧格式用于定价欧式期权可以接近四阶精度.     

基于彩色图像分割技术的SMT焊点质量检测

图像分割的策略和方法是SMT焊点图像处理的一项关键技术,也一直是SMT焊点计算机质量检测的瓶颈;以SMT焊点的颜色和几何特征作为分析对象,在灰度图像分割所用二维阈值化的分割方法的基础上,提出一种从颜色直方图的量化级数和二维直方图概率密度不均匀化两个方面改进后的适用于HSV彩色空间图像分割技术,并将其应用于SMT焊点的质量检测;通过其得到SMT片式元器件焊点的图像,对其进行形态学处理后,利用Matlab软件将SMT焊点成功地从PCB板上分离出来,为三维重建提供良好的基础。     

基于无线传感器网络的混合混沌新分组加密算法

针对无线传感器网络(WSNS)中节点配备的能源少、节点计算能力低、存储资源 有限以及传统的加密方法不适用于WSNS中等问题, 提出了一种新的基于动态迭代的混合混沌方程及其整型数值化方法, 并结合Feistel网络结构设计了一种快速、安全且资源消耗低的适用于WSNS节点的分组加密算法. 通过对混合混沌分组加密算法进行了大量的实验测试之后, 发现该算法具有密钥空间大、严格的雪崩效应、扩散及扰乱性高以及均等的统计平衡性等优点, 同时该算法还成功地通过了SP800-22的严格测试; 算法经过仿真器平台上运行的速度、时间及所占存储空间的测试分析, 结果表明设计的混合混沌分组加密算法是完全能够适用于WSNS节点的数据加密.