【XH】 數字圖像置亂技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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邵利平 著

圖書標籤:

• 數字圖像處理
• 圖像安全
• 置亂技術
• 信息隱藏
• 加密算法
• 混沌係統
• 圖像加密
• 數字水印
• 計算機視覺
• 信息安全

店鋪： 愛尚美潤圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030477767

商品編碼：29491673304

包裝：平裝

齣版時間：2016-03-01

基本信息

書名：數字圖像置亂技術

定價：98.00元

作者：邵利平

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2016-03-01

ISBN：9787030477767

字數：

頁碼：227

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《數字圖像置亂技術》主要介紹作者在數字圖像置亂領域所取得的獨創性研究成果，包括雪崩圖像置亂變換、基於矩陣變換的置亂逆問題求解、2維雙尺度矩形映射、基於多尺度三角映射的變尺度置亂、迷宮置亂以及改進Tangram方法的圖像置亂方法。
　　《數字圖像置亂技術》可供數字圖像安全領域的研究生和科技人員學習，也可供相關領域科技人員參考。

目錄

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《信息科學技術學術著作叢書》序
序
前言
主要符號錶
1 緒論
1．1 研究背景
1．2 外研究現狀
1．3 研究內容
1．4 本書的組織結構

2 基於高維矩陣變換的雪崩圖像置亂變換
2．1 引言
2．2 基於高維矩陣變換的置亂方法簡介
2．3 改進的高維雪崩圖像置亂變換
2．3．1 雪崩圖像置亂變換的正變換和逆變換
2．3．2 變換陣和逆變換陣生成算法
2．3．3 雪崩圖像置亂變換的雪崩效應分析
2．4 雪崩圖像置亂變換實驗驗證
2．4．1 實驗評測標準
2．4．2 雪崩效應測試
2．4．3 擴散性能測試
2．5 基於雪崩置亂變換的細粒度分塊重構的多信道圖像信息分存算法
2．5．1 細粒度分塊重構的多信道圖像信息分存方案總體結構圖
2．5．2 秘密圖像的分發階段
2．5．3 秘密圖像的重構階段
2．5．4 細粒度分塊重構的多信道圖像信息分存方案實驗效果
2．6 小結

3 基於矩陣變換的圖像置亂逆問題
3．1 引言
3．2 基本概念和映射規則
3．3 矩陣變換的逆問題求解
3．3．1 用伴隨矩陣解決矩陣變換的逆問題
3．3．2 矩陣分解解決矩陣變換的逆問題
3．3．3 用擴展高斯一約當消去法解決矩陣變換的逆問題
3．4 “維變換陣生成策略
3．5 矩陣變換的逆問題驗證實驗
3．5．1 變換陣生成策略實驗
3．5．2 大規模矩陣求逆的CPU耗時實驗
3．5．3 2維、3維和”維矩陣變換圖像恢復實驗
3．5．4 特殊變換陣求逆實驗
3．6 小結

4 2維雙尺度矩形映射及其在任意矩形圖像置亂上的應用
4．1 引言
4．2 2維雙模綫性映射及其周期性存在判據
4．2．1 2維雙模綫性映射
4．2．2 2維雙模綫性映射周期性存在判據
4．3 2維雙尺度三角映射及其逆映射
4．3．1 2維雙尺度三角映射
4．3．2 2維雙尺度三角映射的逆映射
4．4 2維雙尺度矩形映射及其逆映射
4．4．1 2維雙尺度矩形映射
4．4．2 2維雙尺度矩形映射的逆映射
4．5 2維雙模綫性映射、雙尺度三角映射和雙尺度矩形映射驗證實驗
4．5．1 2維雙模綫性映射及其周期性存在判據驗證實驗
4．5．2 2維雙尺度三角映射驗證實驗
4．5．3 2維雙尺度矩形映射驗證實驗
4．5．4 2維雙尺度三角映射和2維雙尺度矩形映射抗攻擊實驗
4．6 小結

5 多尺度三角映射及其在變尺度圖像置亂上的應用
5．1 變尺度置亂問題的引入
5．2 多尺度三角映射及其逆映射
5．2．1 多尺度三角映射
5．2．2 多尺度三角映射的逆映射
5．3 基於多尺度三角映射的圖像置亂方法
5．3．1 mton映射
5．3．2 基於多尺度三角映射的圖像置亂算法
5．4 基於多尺度三角映射的圖像置亂算法驗證實驗
5．4．1 驗證多尺度三角映射對圖像置亂和恢復的有效性實驗
5．4．2 驗證多尺度三角映射抗攻擊能力實驗
5．4．3 測試多尺度三角映射的置能實驗
5．4．4 同傳統置亂算法的1次置能比較實驗
5．4．5 實驗結論
5．5 小結

6 基於迷宮的2維、3維封閉連通區域圖像置亂算法
6．1 引言
6．2 經典迷宮生成策略和用於矩形區域置亂的迷宮置亂算法
6．2．1 經典迷宮生成策略
6．2．2 基於I）FS迷宮節點齣棧順序和行優先掃描順序的矩陣元素置亂方法
6．3 用於2維、3維封閉連通區域的迷宮排列生成方法
6．3．1 2維封閉連通區域迷宮排列生成方法
6．3．2 3維封閉連通區域迷宮排列生成方法
6．4 基於迷宮的2維、3維封閉連通區域圖像置亂算法
6．5 基於迷宮的2維、3維封閉連通區域圖像置亂算法驗證實驗
6．5．1 迷宮生成策略以及對應的排列驗證實驗
6．5．2 基於節點更新序列和節點更新序列復閤的置亂方法驗證實驗
6．5．3 基於節點更新序列和節點更新序列復閤的圖像置亂方法驗證實驗
6．6 小結

7 基於改進Tangram方法的數字圖像置亂方法
7．1 引言
7．2 經典的Tangram方法
7．3 所提的基於改進Tangram方法的數字圖像置亂方法
7．4 實驗
7．4．1 對基於改進Tangram方法的數字置亂方法驗證實驗
7．4．2 與經典Tangram方法的對比實驗
7．5 小結
8 結語
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《信息科學技術學術著作叢書》序
序
前言
主要符號錶
1 緒論
1．1 研究背景
1．2 外研究現狀
1．3 研究內容
1．4 本書的組織結構

2 基於高維矩陣變換的雪崩圖像置亂變換
2．1 引言
2．2 基於高維矩陣變換的置亂方法簡介
2．3 改進的高維雪崩圖像置亂變換
2．3．1 雪崩圖像置亂變換的正變換和逆變換
2．3．2 變換陣和逆變換陣生成算法
2．3．3 雪崩圖像置亂變換的雪崩效應分析
2．4 雪崩圖像置亂變換實驗驗證
2．4．1 實驗評測標準
2．4．2 雪崩效應測試
2．4．3 擴散性能測試
2．5 基於雪崩置亂變換的細粒度分塊重構的多信道圖像信息分存算法
2．5．1 細粒度分塊重構的多信道圖像信息分存方案總體結構圖
2．5．2 秘密圖像的分發階段
2．5．3 秘密圖像的重構階段
2．5．4 細粒度分塊重構的多信道圖像信息分存方案實驗效果
2．6 小結

3 基於矩陣變換的圖像置亂逆問題
3．1 引言
3．2 基本概念和映射規則
3．3 矩陣變換的逆問題求解
3．3．1 用伴隨矩陣解決矩陣變換的逆問題
3．3．2 矩陣分解解決矩陣變換的逆問題
3．3．3 用擴展高斯一約當消去法解決矩陣變換的逆問題
3．4 “維變換陣生成策略
3．5 矩陣變換的逆問題驗證實驗
3．5．1 變換陣生成策略實驗
3．5．2 大規模矩陣求逆的CPU耗時實驗
3．5．3 2維、3維和”維矩陣變換圖像恢復實驗
3．5．4 特殊變換陣求逆實驗
3．6 小結

4 2維雙尺度矩形映射及其在任意矩形圖像置亂上的應用
4．1 引言
4．2 2維雙模綫性映射及其周期性存在判據
4．2．1 2維雙模綫性映射
4．2．2 2維雙模綫性映射周期性存在判據
4．3 2維雙尺度三角映射及其逆映射
4．3．1 2維雙尺度三角映射
4．3．2 2維雙尺度三角映射的逆映射
4．4 2維雙尺度矩形映射及其逆映射
4．4．1 2維雙尺度矩形映射
4．4．2 2維雙尺度矩形映射的逆映射
4．5 2維雙模綫性映射、雙尺度三角映射和雙尺度矩形映射驗證實驗
4．5．1 2維雙模綫性映射及其周期性存在判據驗證實驗
4．5．2 2維雙尺度三角映射驗證實驗
4．5．3 2維雙尺度矩形映射驗證實驗
4．5．4 2維雙尺度三角映射和2維雙尺度矩形映射抗攻擊實驗
4．6 小結

5 多尺度三角映射及其在變尺度圖像置亂上的應用
5．1 變尺度置亂問題的引入
5．2 多尺度三角映射及其逆映射
5．2．1 多尺度三角映射
5．2．2 多尺度三角映射的逆映射
5．3 基於多尺度三角映射的圖像置亂方法
5．3．1 mton映射
5．3．2 基於多尺度三角映射的圖像置亂算法
5．4 基於多尺度三角映射的圖像置亂算法驗證實驗
5．4．1 驗證多尺度三角映射對圖像置亂和恢復的有效性實驗
5．4．2 驗證多尺度三角映射抗攻擊能力實驗
5．4．3 測試多尺度三角映射的置能實驗
5．4．4 同傳統置亂算法的1次置能比較實驗
5．4．5 實驗結論
5．5 小結

6 基於迷宮的2維、3維封閉連通區域圖像置亂算法
6．1 引言
6．2 經典迷宮生成策略和用於矩形區域置亂的迷宮置亂算法
6．2．1 經典迷宮生成策略
6．2．2 基於I）FS迷宮節點齣棧順序和行優先掃描順序的矩陣元素置亂方法
6．3 用於2維、3維封閉連通區域的迷宮排列生成方法
6．3．1 2維封閉連通區域迷宮排列生成方法
6．3．2 3維封閉連通區域迷宮排列生成方法
6．4 基於迷宮的2維、3維封閉連通區域圖像置亂算法
6．5 基於迷宮的2維、3維封閉連通區域圖像置亂算法驗證實驗
6．5．1 迷宮生成策略以及對應的排列驗證實驗
6．5．2 基於節點更新序列和節點更新序列復閤的置亂方法驗證實驗
6．5．3 基於節點更新序列和節點更新序列復閤的圖像置亂方法驗證實驗
6．6 小結

7 基於改進Tangram方法的數字圖像置亂方法
7．1 引言
7．2 經典的Tangram方法
7．3 所提的基於改進Tangram方法的數字圖像置亂方法
7．4 實驗
7．4．1 對基於改進Tangram方法的數字置亂方法驗證實驗
7．4．2 與經典Tangram方法的對比實驗
7．5 小結
8 結語
參考文獻

【XH】數字圖像置亂技術 概述 在數字時代，圖像作為信息傳遞和知識載體的重要媒介，其安全性與隱私性日益凸顯。數字圖像置亂技術，作為一種關鍵的圖像加密手段，通過對圖像像素的原始排列順序進行打亂，旨在實現信息隱藏、數據保護以及通信安全等目標。本書【XH】《數字圖像置亂技術》正是對這一領域進行深入探索和係統闡述的學術專著。本書旨在為讀者提供一個全麵、細緻且富有洞察力的視角，理解置亂技術的核心原理、實現方法、性能評估以及潛在的應用場景。 內容構成 本書內容設計嚴謹，邏輯清晰，從基礎概念的梳理到高級技術的探討，層層遞進，力求讓不同層次的讀者都能有所收獲。 第一部分：置亂技術基礎理論 在這一部分，我們將首先為讀者奠定堅實的理論基礎。 數字圖像的基本概念與特性：深入剖析數字圖像的構成，包括像素、分辨率、色彩模型（如RGB、灰度、CMYK）等，並闡述圖像在存儲、傳輸過程中涉及的關鍵特性，如數據量、冗餘度、視覺感知特性等。理解這些基礎知識是掌握後續置亂技術的前提。 信息安全與圖像加密概述：對信息安全的基本原則進行迴顧，強調數據保密性、完整性、可用性等目標。在此基礎上，引入圖像加密的必要性，並概述現有的圖像加密方法，包括置亂、變換、混沌等，為置亂技術在整個圖像加密體係中的定位提供背景。 置亂技術的定義、目的與分類：本書的核心將從這裏展開。我們將明確定義“置亂技術”，闡述其在圖像加密中的獨特作用——不對原始像素值進行改變，而是改變其空間位置。深入分析置亂技術的主要目的，如抵抗統計分析攻擊、隱藏信息、實現數據壓縮等。隨後，我們將對置亂技術進行係統性的分類，例如： 基於置換的置亂：這是最直觀的置亂方式，通過一係列置換操作將像素重新排列。我們將探討不同維度的置換，包括一維置亂（行或列置換）、二維置亂（整體或分塊置亂）、三維置亂（考慮顔色通道）等。 基於混沌係統的置亂：混沌係統以其高度敏感的初值依賴性和僞隨機性，成為構建高效置亂算法的重要工具。本書將介紹幾種經典的混沌映射，如Logistic映射、Lorenz係統、Henon映射等，並闡述如何利用這些映射生成僞隨機序列來控製像素的置亂過程。 基於僞隨機數生成器的置亂：除瞭混沌係統，傳統的僞隨機數生成器（PRNG）也可用於生成置亂序列。我們將討論綫性同餘生成器（LCG）、Mersenne Twister等PRNG在置亂中的應用，並分析其優缺點。 混閤置亂策略：為瞭提高置亂效果和安全性，常常會將多種置亂技術結閤使用。本書將探討各種混閤置亂策略的設計思想和實現方法。 第二部分：置亂算法的設計與實現 在理解瞭置亂技術的基礎之後，本部分將聚焦於具體的算法設計與實現細節。 一維置亂算法：講解如何對圖像的行或列進行置亂，包括基於密鑰的置亂序列生成，以及如何將這些序列應用於圖像的行或列索引的重新排序。將分析簡單置亂和多輪置亂的區彆及效果。 二維置亂算法：這是置亂技術中最常見也是最核心的部分。我們將詳細介紹多種二維置亂算法的構建思路： 行-列置換（Row-Column Permutation）：分析如何分彆對圖像的行和列進行獨立的置亂，以及如何結閤使用以實現更復雜的空間打亂。 塊置亂（Block Permutation）：探討將圖像分割成若乾個塊，然後對這些塊進行置亂的方法。分析不同塊大小和置亂策略對加密效果的影響。 基於置亂矩陣的算法：介紹如何構建置亂矩陣，以及如何利用置亂矩陣對像素位置進行映射。 迭代置亂算法：分析重復應用簡單的置亂操作，如何逐步增強圖像的混亂程度。 基於混沌的置亂算法：本節將重點介紹利用混沌係統設計置亂算法。 混沌序列生成與離散化：詳細闡述如何離散化連續混沌係統，以及如何生成用於置亂的整數序列。 將混沌序列映射到像素位置：介紹如何將混沌序列的輸齣與圖像的像素索引進行匹配，實現像素的置亂。 耦閤混沌係統的置亂：探討利用多個耦閤的混沌係統來生成更復雜的置亂序列，以增強算法的隨機性和安全性。 同步混沌係統的置亂：介紹利用混沌同步的特性來設計雙嚮或多方置亂方案。 多層置亂與混閤置亂：為瞭剋服單次置亂可能存在的安全漏洞，本書將探討多層置亂策略，即將上述的置亂方法進行疊加應用。同時，也將介紹如何將置亂與其他加密技術（如擴散、密鑰流生成）進行混閤，構建更強大的加密係統。 置亂算法的密鑰管理：討論密鑰的生成、分發、存儲以及密鑰空間大小的重要性，分析強密鑰對算法安全性的影響。 第三部分：置亂算法的性能評估與安全性分析 置亂算法的有效性不僅在於其實現方式，更在於其性能錶現和安全性。 置亂圖像的統計特性分析： 直方圖分析：分析置亂前後圖像直方圖的變化，理想情況下，置亂後的圖像直方圖應趨於平坦，以抵抗差分攻擊。 灰度相關性分析：衡量相鄰像素之間的相關性，置亂後的圖像應具有低灰度相關性。 信息熵分析：評估圖像的隨機性程度，置亂後的信息熵應接近最大值。 置亂算法的復雜度分析： 時間復雜度：衡量算法的執行速度，分析置亂和逆置亂操作所需的時間。 空間復雜度：衡量算法所需的存儲空間，如置亂錶、置亂序列等。 置亂算法的安全性評估： 抵抗統計分析攻擊：分析置亂算法如何有效抵抗直方圖攻擊、差分攻擊等常見的統計分析方法。 抵抗窮舉攻擊：討論密鑰空間大小對窮舉攻擊的影響。 差分隱私分析：評估置亂算法在保護圖像局部細節方麵的能力。 已知明文攻擊與選擇明文攻擊的抵抗力：分析在不同攻擊模型下，置亂算法的安全性錶現。 性能優化方法：探討如何通過算法優化、硬件加速等手段提高置亂算法的效率，使其能夠滿足實時應用的需求。 第四部分：置亂技術的應用研究 置亂技術並非僅限於理論研究，它在實際應用中具有廣泛的潛力。 圖像水印技術：探討如何利用置亂技術將水印信息嵌入圖像中，並分析其在魯棒性和不可見性方麵的優勢。 視頻置亂：將置亂技術擴展到視頻領域，分析視頻數據的時間和空間置亂方法，以及視頻加密的挑戰。 醫學圖像安全：在醫療領域，保護患者隱私至關重要。本書將探討置亂技術在醫學圖像加密和安全存儲中的應用。 數字版權保護：如何利用置亂技術保護數字媒體內容不被非法復製和傳播。 通信安全：在網絡通信中，通過對圖像數據進行置亂，可以提高傳輸的安全性。 其他潛在應用：如身份識彆、隱私保護、信息隱藏等。 第五部分：前沿研究與發展趨勢 為瞭讓讀者瞭解置亂技術的最新進展，本書將展望未來的發展方嚮。 基於深度學習的置亂算法：探討如何利用神經網絡（如CNN、GAN）來設計更高效、更安全的置亂算法。 輕量級置亂算法：針對嵌入式設備和物聯網場景，研究低功耗、低計算資源的置亂算法。 後量子時代的置亂技術：隨著量子計算的發展，傳統加密算法麵臨挑戰，探討置亂技術在後量子時代的適應性。 置亂與隱私計算的結閤：研究如何將置亂技術與聯邦學習、同態加密等隱私保護技術相結閤，實現更高級的數據安全與隱私保護。 目標讀者 本書適閤於計算機科學、信息安全、電子工程、通信工程等相關專業的本科生、研究生、科研人員以及在相關領域工作的工程師。對於對數字圖像安全、信息隱藏、密碼學等領域感興趣的讀者，本書也將提供寶貴的參考價值。 結語 【XH】《數字圖像置亂技術》將以其係統性的內容、深入的分析和前沿的視野，成為讀者深入理解和掌握數字圖像置亂技術的優秀讀物。本書力求在理論與實踐之間搭建橋梁，為推動數字圖像安全技術的發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

從我個人的研究方嚮來看，這本書提供的視角非常新穎。我們團隊目前在處理大規模數據集的隱私保護問題時，常常會遇到一些性能瓶頸，傳統的加密方法要麼計算負擔過重，要麼對數據本身的特性破壞性太大。這本書中關於“信息熵保持性”的討論，給瞭我一個全新的思路。作者似乎並不滿足於傳統的像素級或塊級操作，而是著眼於更高層次的統計特性和結構信息。書中詳細介紹瞭幾種創新性的置亂模型，它們在保證數據可逆性的同時，極大地提高瞭抵抗特定攻擊的能力。我特彆欣賞作者在分析這些模型優缺點時所采取的批判性態度，他沒有盲目推崇某一種技術，而是客觀地指齣瞭每種方法的局限性，並提齣瞭未來可能的研究方嚮。這對於我製定接下來的研究計劃非常有指導意義，感覺就像是找到瞭一位經驗豐富的導師，在為我指點迷津。

評分☆☆☆☆☆

我是一個業餘愛好者，主要齣於興趣接觸這些前沿的數字技術。說實話，這本書的難度對我來說簡直是“勸退級”的，但我骨子裏又有一股不服輸的勁頭。我從目錄上挑選瞭幾個我比較感興趣，並且在網上能找到一些入門資料的章節開始啃。剛開始看的時候，感覺就像是在攀登一座陡峭的山峰，那些密集的術語和高度抽象的概念把我繞得暈頭轉嚮。但是，作者在講解每一個新概念時，總會不經意間穿插一些曆史背景或者作者個人的思考感悟，這些“人文關懷”的部分，恰恰是支撐我繼續讀下去的動力。比如在討論某種加密算法的演進時，作者引用瞭早期學者的觀點，讓人感受到這門技術的發展脈絡並非一蹴而就，而是充滿瞭麯摺和智慧的結晶。這本書更像是一本武林秘籍，需要極大的耐心和毅力去逐層破解，但一旦領悟其中一招一式，那種成就感是無與倫比的。我還沒有完全讀完，但僅憑目前接觸到的內容，我已經對這個領域産生瞭前所未有的敬畏之心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量可以說是教科書級彆的典範。紙張的選擇非常考究，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到明顯的疲勞。更值得稱贊的是圖錶的清晰度。在涉及復雜幾何變換和矩陣運算的章節，如果沒有高質量的圖形支持，理解起來會睏難重重。這套書中所有的流程圖、對比圖、以及算法流程示意圖，綫條都極其銳利，色彩過渡自然，即便是最小的標注也能看得一清二楚。我記得有一張關於“多層級混沌映射”的示意圖，它用不同深淺的顔色來區分不同層次的迭代過程，光是看圖就能大緻把握其復雜性。這體現瞭齣版方對專業書籍製作的極緻追求，細節決定成敗，在這本書上體現得淋灕盡緻。這樣的工具書，放在案頭隨時翻閱，都是一種享受。

評分☆☆☆☆☆

這本書初拿到手時，那種厚重的質感就讓人覺得分量十足，封麵設計簡約卻不失專業感，一看就知道是麵嚮有一定基礎的讀者的。我之前對圖像處理的一些基礎概念有所瞭解，但一翻開正文，立刻被裏麵深入的理論和詳實的數據分析所吸引。作者的行文風格非常嚴謹，每一個公式、每一個算法的推導都清晰可見，讀起來需要全神貫注，生怕遺漏瞭任何一個關鍵的細節。特彆是關於某些復雜變換的數學原理部分，作者並沒有簡單地羅列公式，而是用大量的圖示和類比來解釋其背後的邏輯，這一點對於我這樣偏好直觀理解的讀者來說，簡直是醍醐灌頂。我記得有幾個章節專門探討瞭不同置亂策略在特定應用場景下的性能對比，那些詳盡的實驗結果和參數分析，讓我對實際操作中如何取捨有瞭更深刻的認識。這本書無疑是該領域內的一部裏程碑式的著作，它不僅僅停留在理論層麵，更提供瞭大量可供藉鑒的工程實踐經驗，讓理論知識真正落地生根。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個技術交流論壇上被推薦這本書的，當時大傢都在討論如何應對日益增長的網絡安全威脅，這本書被譽為是“理解深層防禦機製的必備讀物”。我首先關注瞭它的引用部分，發現它參考瞭大量近期國際頂級會議的最新成果，這錶明作者的知識體係是非常前沿和與時俱進的，而不是故步自封。閱讀過程中，我發現作者不僅僅是在介紹“如何做”，更是在探討“為什麼這樣做”。比如，在解釋為什麼某些置亂序列比其他序列具有更好的隨機性時，作者深入挖掘瞭僞隨機數生成器的底層數學特性，這一點很少在入門級的教材中被提及。這種“追根溯源”的敘述方式，使得讀者不僅僅停留在“會用”的層麵，更能培養齣一種獨立分析和創新的能力。總而言之，這是一本需要反復研讀、越讀越有味道的深度技術專著，是技術人員案頭不可或缺的寶典。