基于马尔可夫随机场的加密二值图像有损压缩算法

尽管当前已有众多二值图像的压缩方法,但这些方法并不能直接应用于加密二值图像的压缩。在云计算、分布式处理等场景下,如何高效地对加密二值图像进行有损压缩仍然是一个挑战,而当前鲜有这方面的研究。针对此问题,提出了一种基于马尔可夫随机场(MRF)的加密二值图像有损压缩算法。该算法用MRF表征二值图像的空域统计特性,进而借助MRF及解压缩还原的像素推断加密二值图像压缩过程中被丢弃的像素。所提算法的发送方采用流密码对二值图像进行加密,云端先后利用分块均匀但块内随机的下抽样方式及低密度奇偶校验(LDPC)编码对加密二值图像进行压缩,接收方则通过构造包含解码、解密及MRF重构的联合因子图实现二值图像的有损重构。实验结果表明,所提算法获得了较好的压缩效率,在0.2~0.4 bpp压缩率时有损重构图像的比特误差率(BER)不超过5%;而与针对未加密原始二值图像的国际压缩标准JBIG2的压缩效率相比,所提算法的压缩效率与其相当。这些充分表明了所提算法的可行性与有效性。

一种基于二维Logistic映射的二值图像加密方案

图像置乱变换是信息隐藏中图像加密的常用方法。但传统的图像置乱具有一定的规律性,再加上置乱具有周期性,很容易被攻击者击破。根据幻方变换和Arnold置乱,提出一种基于二维Logistic混沌映射的二值图像加密方案。通过对原图进行分块幻方变换,用二维Logistic混沌映射生成的二值序列与其进行异或操作,并进行Arnold置乱。实验结果表明该方案的加密速度快、效果好,密钥空间大,解密图像与原图像一致性良好,且具有很强的抗干扰能力。

基于忆阻器-CMOS的通用逻辑电路及其应用

忆阻器是一种具有阻值开关特性的信息存储器件.由于忆阻器件具有可变电导性,其组合电路可应用与逻辑运算.本文提出了一种新的忆阻器-CMOS逻辑电路,能够在同一电路中同时实现ANDOR-XOR-XNOR 4种基本的逻辑操作.相较于MAD Gates, MRL, IMPLY逻辑电路,忆阻器数量和功耗均有大幅降低,电路性能更优,电路效率大幅提高.在此基础上设计了一种新的全加电路及二值图像加密电路.与现有忆阻器逻辑加法电路相比,本文设计的加法电路在元件数量上同样具有极大的优势.本文设计的二值图像加密电路能够用两种不同的加密方式实现图像加密,密钥与电路相互独立,提高了加密结果的可靠性.