基于幻方变换的图像置乱新算法.pdf

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1、基于幻方变换的图像置乱新算法叶满珠，等基于幻方变换的图像置乱新算法术叶满珠1，廖世芳2，王新芳2(1．陕西铁路工程职业技术学院陕西渭南，714000)(2．咸阳师范学院陕西成阳，712000)摘要：传统的幻方变换的图像置乱算法是将图像中像素的位置重新排列，从而使原始图像变换成一个杂乱无章的新图像，但通过实验证明传统的幻方变换置乱不但置乱效果不佳，且同其它图像位置置乱方法一样具有图像本身的直方图不发生改变的缺点。而灰度直方图又是衡量一幅图像的重要特征，这对于安全性要求高的领域显然使用时就受到限制。针对以上存在的问题。本文提出了一种基于幻方变换的新的图像置乱改进算法。该算法可以有效的

2、提高图像置乱效果，同时在一定程度上提高了图像在传输过程中的安全性。关键词：幻方变换；图像置乱；zig—zag扫描；交叉换位中图分类号：，IP391．41文献标识码：ADOI编码：10．14016／j．cnki_1001—9227．2016．02．216Abst阳d：TraditionalimagescramblingalgorithmbasedonmagicsquaretI丑nsfomisonescramblingalgoIithmwhichisaccomplishedbyamn舀ng山epixelspositioninoriginalimagerepeatedly．Experi

3、mentalresultsdemonstmtethattraditionalimagescramblingalgorithmsbasedonma画csquare砸nsfonnisinsⅢjEicient，meanwhilewhiehhasthecommonweakness．grayhisto铲amisanimportantfeaturetomeasureaimage．Sot}Iosemethodsofimagescrambljngcan玎ofa而veatourdesifabledemand．Invjewoftheaboveexis￡ingpmblems，￡hjspaperpmpo

4、sesanewimprovedimagescmmblingalgorithmbasedonmagicsquaretransfoHn．Thealgorithmcanimpr0Vetheeffectofimagescramblinge￡f-ectively，meanwhileitimpmvestheeH’ectandsecurityofimagescrambling．Keywords：Ma百csquaretransfonn；Imagescrambling；Zig—Zagscan；BitexchangedacmssO引言如果A中元素满足传统的幻方变换作为图像像素位置置乱方法中的一种，具

5、有像素位置置乱的共同缺点一置乱后图像的灰度直方图不发生改变，而灰度直方图又是衡量一幅图像的重要特征，实验结果表明，用幻方变换置乱数次后原图像的大致轮廓仍清晰可见，就是与同是图像像素位置置乱方法的仿射变换、Amold变换方法相比，其置乱效果也相差甚远，本文的实验2给出了这一对比的结果(图5)。这表明单纯传统的幻方变换不管是为一种图像加密方法，还是作为进一步隐藏图像信息的预处理过程，其安全性都很不可靠。针对以上问题，本文提出一种基于传统幻方变换图像置乱改进的新算法，通过实验可以证明，该算法与传统的图像置乱算法相比，置乱后的图像不仅直方图发生了显著改变，而且置乱图像的统计特征更像白噪声

6、，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。1基于幻方变换的图像置乱1．1幻方的定义幻方的定义及数学表达式：以1，2⋯几2个自然数为元素构成的n阶矩阵为A=收稿日期：2015一10—07+基金项目：陕西铁路工程职业技术学院专项科研基金项目(2012一10)；咸阳师范学院专项科研基金项目(13xsYK029)作者简介：叶满珠(1984一)，女，汉，陕西西安人，助教，硕士，主要研究方向为遥感图像分类及解译。·216·，那么就称A为自然数幻方(Ma西cSqllare)，简称幻方，其中丛掣称为幻和(Magicsum)。1．2基于幻方的图像变换算法按变换的图像

7、L。。大小确定幻方A的阶数，将图像矩阵L。。和幻方按行列一一对应；把A中的每个元素按下式变换：‰胁删n～舷，蹴≥甜黧㈦得到的变换矩阵A。，将，⋯中元素的位置相应移动。经上述迭代变换分别得到A。，A：，⋯，A。。将图像I中对应位置上的像素按A。，A：，⋯，A。做相应的移动可得到经1，2，⋯，L次变换后的图像。2Z培一Zag扫描算法该算法对原始图像进行z远一zag扫描从而形成一个一维向量，其过程如图l所示。l’6715●●一3．／Vy／。吵7岁8／4L／∥／、^y／／2217^lO矽