图像编辑技术（共12篇）
图像编辑技术 篇1
伴随着科学技术的快速发展, 电视图像编辑技术获得了较快的发展, 在电视节目的制作当中更多更先进的技术被逐渐应用其中, 使用的频率较之前有了显著的提高。电视作为一种现代化的媒介, 集图像、文字和声音于一体, 往往在人们的日常生活中扮演着至关重要的角色, 图像编辑技术是播出节目的主要载体, 在节目的制作和传播中发挥着至关重要的作用, 强有力地推动了整个电视行业的发展。
1 电视图像编辑技术的重要性
1.1 极大满足电视行业发展的需要
图像编辑技术作为当今数字电视的重要技术之一, 在视频的采集和制作当中都扮演着不可替代的重要作用。社会经济的高速发展和科学技术的日益进步, 为整个电视产业充分参与整个社会变革当中提供了重要条件, 如全新的视角以及维度等。电视图像编辑技术依靠自身的先进性, 能够同时满足技术和艺术等方面的要求, 在整个电视行业的发展中不仅视角独特、维度全新, 并且各方面都获得了及时更新, 针对电视产业各方面发展的现状, 提出了不同的发展要求。
1.2 显著提高了电视视频效果
现如今, 随着现代化的数字电视技术日渐成熟, 电视视频方面的效果要求相应增加。不管是制作三维动画还是编辑图片, 要求其都应用一种与之前不一样的、全新的视角来正确审视整个电视行业技术的复新发展。同时, 科学技术的快速发展, 在一定程度上加快了技术和相关设备、技术更新换代的速度, 电视图像的编辑水平相应获得显著提高, 这不仅极大改变了人们的生产和生活, 并且给社会的发展带来深远影响, 技术层面也获得一定的突破。
1.3 实现了技术、创意、编辑与应用的有机结合
电视图像编辑技术在一定程度上可以将各种图像处理技术、相关编辑人员的创意和构思、编辑、应用以及主题有机结合到一起, 进而有助于形成一定的电视作品, 并取得良好的电视效果成品。为此, 必须要在准确把握图像编辑技术本身特点的基础上, 对其进行深入研究, 加强编辑人员之间的交流和和合作, 以此来将图像编辑技术本身的作用最大限度发挥出来, 使其能够更好为电视节目和视频的制作服务。
2 电视图像编辑所采用的主要方法
所谓的电视图像编辑是在特定的电视编辑系统中, 综合细致处理各种拍摄回来的影像资料的过程中, 制作出符合大众需求、画质清晰、内容积极向上、电视镜头组接合理的电视节目是其工作开展的主要目的所在。因此, 在编辑图像的过程中, 为了能够更好地解决图像突然跳闪的问题, 需要做好以下几方面的重要工作。
2.1 强化技术层面的有效控制
对磁迹信号进行科学有效的控制, 而所谓的磁迹信号主要在分离画面同步信号之后, 再利用分频器进行科学的处理, 由此形成的一种矩形波不规则的信号, 并且脉冲宽度的时间与电视画面的奇数场相对应, 若信号出现间歇时, 则其与偶数场相对应。画面编辑人员在重放或者记录画面时, 这种信号可以通过主导轴有效控制同服电路的相位, 以此来确保磁带和磁头相对位置的正确性, 从而有助于确保录像机能够正常工作。如果编辑人员在画面充放或者记录过程中丢失磁迹信号或者图像, 则录像机便不能再将原始的画面重放, 视频信号的记录也不再清晰, 从而导致电视画面中跳闪的现象时常出现。
2.2 严格根据编辑的意图科学合理地选择编辑的方式
选择恰当的编辑方式, 一定要严格按照编辑的意图和相关内容, 插入和组合是最主要的编辑方式。在插入编辑时, 主导轴伺服系统自始至终都在“REPLY”模式中, 不管是在编辑前还是在编辑后, 原始记录的磁迹信号都是系统自带的比价信号, 而组合编辑的记录信号则都是一些需要记录的视图等。
2.3 噪声连接断线、擦出一集分隔连线的消除
在实际编辑电视图像的过程中, 处理画面噪音和音频、恢复影像等同样是有用的方法。通过很好利用这些方法在一定程度上能够有效消除电视画面上呈现的各种不稳定因素, 并且在此基础上还能够把各种不利因素对画面的影响降到最低, 从而有助于呈现出更加清晰的电视画面, 蒙太奇的画面效果也会更加显著。
3 电视图像编辑技术的运用
3.1 电视节目的制作和播放中的应用
电视本身作为一种重要资源, 可以为人们传达各种各样的信息, 而电视图像编辑技术的出现和应用在节目的制作和播放中发挥着至关重要的作用, 在一定程度上给人们的日常生活带来变化, 在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
3.2 压缩图像数据中的应用
编辑技术的应用领域和范围比较广泛, 在采集电视视频和投放电视画面中都有所应用。基于电视图像的数据库本身很大, 传送过程中不可避免存在一定的难度, 因此, 通过压缩数据图像、促进传送空间的有效缩小便变得十分有必要, 并且在一定程度上也有助于提高图像传送的速度。然而, 图像编辑技术在应用过程中, 可以凭借自身强大的压缩功能来合理压缩各种图像数据, 在传送图像的过程中能够加快传输速度、促进传送效率的显著提升。
除此以外, 在应用电视图像编辑技术时, 应确保图像编辑质量的渐进性, 在此基础上, 科学评估图像本身的效果。
4 结语
电视在一定程度上作为一种现代化媒介, 集图像、文字和声音于一体, 往往在人们的日常生活中扮演着至关重要的角色, 随着现代化科学技术的日益进步, 为更好满足人们对于电视的需求, 图像编辑技术作为播出节目的主要载体应运而生。综上所述, 本文从极大满足电视行业发展的需要、促进了电视视频效果的显著提高以及实现了技术、创意、编辑与应用的有机结合等方面科学分析了电视图像编辑的重要性, 又从强化技术层面的有效控制、严格根据编辑的意图科学合理地选择编辑的方式以及噪声连接断线、擦出一集分隔连线的消除等方面论述了电视图像编辑所采用的主要方法, 在此基础上经过深入分析和思考, 从电视节目的制作和播放中的应用和压缩图像数据中的应用两方面论述了电视图像编辑技术的具体运用。
摘要：近年来, 随着社会经济的快速发展和科学技术的日益进步, 电视技术获得了突飞猛进的发展, 并且随着人们生活水平的显著提高, 相应提高了对电视的要求, 图像编辑作为制作电视节目的重要组成部分, 与电视节目图像的清晰和稳定与否、表现力如何都有很大的关系, 直接影响着节目的收听效果。为此, 加强对电视图像编辑技术的重视, 用一种发展的观念和全新的视角去编辑电视图像的和制作三维动画, 与时俱进, 以此促进电视节目朝着更好的方向发展。
关键词：电视,图像编辑技术,电视节目
参考文献
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图像编辑技术 篇2
本文综述了图像增强技术在位场数据中的应用现状,并介绍了两种改进的图像增强技术,用于增强重磁图像特征.一种方法借鉴了直方图平滑化的思想,应用于位场彩色影像的色谱的自动确定.该方法的应用能够使色彩合理地配置,从而保证了图像的.视觉效果和分辨率.另一种方法基于改进的Radon变化和梯度计算,用于重磁图像中线性特征的检测和增强.该方法能在变化域中突出显示线性特征,从而有利于线性特征的检测和增强.通过对简单图像和实际资料的应用,表明了两种方法在增强特征中的有效性.
作 者：张丽莉 郝天珧 吴健生 王家林 Zhang Lili Hao Tianyao Wu Jiansheng Wang Jialin 作者单位：张丽莉,郝天珧,Zhang Lili,Hao Tianyao(中科院地质与地球物理研究所,北京,100029)
吴健生,王家林,Wu Jiansheng,Wang Jialin(同济大学海洋与地球科学学院,上海,92)
计算机图像修复技术 篇3
关键词：计算机图像；修复技术；问题描述；技术介绍
中图分类号：TP391.41
计算机存储的信息在各种因素的作用下可能会被破坏，一旦信息缺失，将会造成图像的无法解读，图像的修复技术的研究可以将原本被破坏的图像恢复到其最初的面貌，能够将空白的信息给找回，从而恢复图像的完整面貌。这一技术在电影的特技和文物的保护上能够起到举足轻重的作用，因此，这是当今的一个研究热点，图像的产生也就意味着图像修补技术的必要性，而该技术将会不断发展。
1 计算机图像修复的描述
对于计算机的图像修复技术，如果从数学的角度进行分析，那么可以较为简单地用区域的概念来阐述，在某一个区域内，某部分的信息是残缺的，而其它的信息则是已知的，要根据现有的已知信息将残缺部分的信息找回，从而使其恢复到原先的状态或者是接近原先的图像。但是，如果想要将图像修复到和残缺之前一模一样，就需要足够并且准确的信息量，然而，实际中所残缺的各种图像，有些的残缺程度往往非常严重，所以，很难保证所被修复的图像和原先的图像时没有任何差别的，按照目前的修复技术，所能够保证的只是最大程度地将其修复到和原图像接近。因此，在这种现状下，研究者提出了各种假设，针对图像修复这一问题，还需要不断地研究和探索，不断地提高图像修补技术的功能，从而在图像缺失严重的情况下，也能够较为准确地恢复图像的缺失和损坏部分。
2 计算机图像修复技术介绍
2.1 O live ira技术
在该技术的使用下，计算机在处理损坏的图像时，并不能够非常准确地恢复原本的图像，因为残缺的图像所缺失的部分可能程度较大，而且它可能和任意空间出现断绝，因此在采样技术的作用下，它是将断裂缺失的部分自动修复，缺乏一定的精准性，只能够最大程度地和原图像接近。为了使得被修复的图像的精确度得到提高，应该将要处理的图像尽可能地缩小其区域范围，图像的区域范围越小，那么修复的结构就越为科学合理而且更加精确。
在图像的区域缩小之后，通过采用接近的模型，在以往经验的总结的基础上，对残缺的图像进行定位，从而找出缺失的信息。这种图像修复技术的使用前提是，人们的视觉是存在一定的误差的，不能够通过肉眼观察出极为细小的差别，正是这一前提的存在，所以允许被修复的图像的模糊区域存在。该算法下的被修复的图像虽然比较粗糙，不能保证较高的精确度，但是它有一个很大的优点，就是简单迅速，在时间上比较紧迫，并且需要修复的图像不需要太高的精确度时，这种算法是较为有利的。
2.2 基于径向基函数的图像修复技术
这种图像修复技术建立在三维曲面的重建问题上，在曲面重建中，径向的基函数具有足够的优势，而这一优势可以应用在图像修复中，并且取得了较好的效果。在径向基函数的原理下，该算法在计算过程中，对各分散的点进行采样，在采集到一定的点数之后，构建出连续函数，只要对构建出的函数进行再次的采样工作，就可以将破损的区域找出并恢复。
计算机的图像修复就是基于这一原理上进行的，这种算法处理的图像，具备一定的科学合理性，并不是胡乱将缺失的信息补全，而是通过对所要修复的图像，根据已有的信息进行样点的采集，以这些样点为基础，构建连续函数，从而补全图像。该计算方法的优点在于，它能够突出该信息的典型特点，从而构建出较为合理和准确的图像，它不仅仅计算速度快捷灵敏，而且对于缺失区域较大的图像的修复也能取得较好的效果，和第一种方法计算方法相比，明显具备更大的优势，对于残缺的图像，具备稳定的修复功能。
2.3 基于纹理合成的图像修补技术
基于约束和纹理合成的图像修补技术，这种算法极大地限制了错误率，提高了修复速度和精确性，并且分割的效果比较好，而且处理的破损区域更大。该技术的应用有其针对的范围，在图像给定的条件下，通过算法是使用，对其设立对应的约束条件。在这一基础上，需要图像的样本纹理才能够完成，所采集的样本信息比较繁多，所以要对其进行筛选，在筛选完之后，将选出的信息综合处理，在图像的合理分割的算法上，对原先的图像进行处理，这一处理过程中，必须保持图像的平滑性，否则，就会无法完好地恢复图像。
在该种修补技术下，经过一系列的处理过程，所得到的图像时较为令人满意的，除了图像的准确度和精确度得到了保证外，其图像的修补速度也是非常迅速的，在较为紧急的情况下，也能够将图像修补到所要求的程度。这种算的前提是要选定一个采样的区域，而这一区域的选择是科学合理的，选择好区域之后，自然能够缩小图像修补的范围，将错误率在一定程度上控制到最低。在纹理的采样之后，则是对图像的分割处理，在这种技术下，能够最大程度地保持图像原先的平滑性，不会给人过于突兀的视觉感官效果，使得人们在视觉上能够更好地接受，并且还极大提高了图像的连续平滑性，图像的匹配性也能够达到修补的要求。
2.4 其它图像修复技术
除了上述两种修复技术以处，还有一些其它图像修复方法被提出并使用，例如，整体变分方法在扩散过程中考虑了轮廓的几何信息，可以处理较大的区域但边界处往往很模糊。非线性扩散图像修补算法能够达到非常好的修补效果，而且该算法的收敛速度是其它算法所不能够媲美的，因此，其应用也是较为泛的。近年来，由霍星等人提出的基于连分式的图像修复方法，在用于数字图像的修复方面也是十分有效的，该算法因为数学公式的引用的特殊性，使其对数字方面的图像修复有着重要的作用，并且也取得了较为不错的结果。
偏微分方程的方法可以针对用户需指定需要修复的区域进行修复，该算法用保证边缘处的边界连续，但是，该方法有一个明显的缺点，及时其计算的稳定性不强，这样就无法很好地保证图像的修复质量。图像修补技术人员在偏微分方程的方法下，需要指等待被修复的图像区域，并将图像分为典型的3个独立的通道，继而，算法将每个通道需要修补的区域边界的等值线沿着中间部分扩散。
3 结束语
图像的意味着图像修补技术的出现，图像修补技术的起步较晚，但是发展极为迅速，随着科技的发达，计算机在图像修补中得到了广泛的应用。图像修补技术的应用给一些电影视频的制作等工作带来了极大地方便，在该技术下，有残缺的图像能够自动找回所丢失或者损坏的信息，从而保证图像的完整性，有利于对相关图像的研究工作，由此可见，其重要性以及实用性是不言而喻的。目前该技术虽然取得了较大的突破，但是依然存在一些不足之处，因此还需要不断地研究和创新，争取更大的进步。
参考文献：
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图像编辑技术 篇4
1 电视图像编辑的概况
电视图像的组成部分相对比较简单,是由扫描仪、摄像机等一些设备用来捕捉画面的时候产生的数字图像。图像由不同的强度和颜色通过图像分辨率进行具体的色彩和强度用数字方式呈现出来,在电视屏幕上以一种很快的速度显示出来,如画面明暗变化、色彩的亮度等。电视图像编辑是对GIS系统中矢量数字的扫描,可以制作出清晰的电视图像。电视在对电视画面呈现时,要对电视图像进行编辑。编辑的过程相对比较复杂,主要包括两大过程:噪声去除、分割连线。在编辑过程中噪声去除指的是,在图像进行播放的过程中去除图像中影响电视图像正常播放的一些点。例如,播放图像时的噪声、图像中出现的雪花等,使播出的图像更加清晰。
2 电视图像编辑基础技术
在对电视图像编辑时,过程很繁琐,最主要的是解决电视图像播放中的不稳定性,如图像晃动和不停闪烁等不良情况。想要提高图像的质量效果,一要控制和稳定图像的跳动和不规律的闪烁。稳定电视图像编辑点是非常重要的,其中一个影响图像编辑稳定的因素就是CTL信号,这种信号是把一种信号通过信号分离器转变成规则形状的波纹。在转变的过程中,脉冲时间和间歇时间分别对应奇数场和偶数场的一种排列方式。在CTL信号中,作为编辑重放和记录的信号通过电路来控制磁头和磁带之间的位置,使图像磁头接受到信号之后重新播放和记录奇数场的准确信号。有一种不良情况是:在对图像进行编辑的时候,需要对图像进行重放和记录,CTL信号在跳动的时候很有可能处于失真状态,所以在记录图像中无法用扫描来记录图像中的信号,这就导致了图像无法出现清晰的图像,图像画面出现跳动和闪烁情况。二是因为相同位置编辑的内容和要求是不相同的,所以在编辑的时候有两种编辑方式:插入编辑和组合编辑,二者的编辑路径不相同。在对图像进行插入编辑时,主轴系统一直处于重放状态,然后需要去掉不用的数据。这种去除的过程,在一定程度上是把二维像素转换成为数据集合。这种编辑方法的目的是让电视图像变得更加清晰,噪声更小。在对图像画面进行剪辑时,其任务就是把不清楚和不完善的地方通过一定的技巧使之合理完善。处理好与现实不同的影视时间空间、声音、图像、字幕特技等很多影视语言元素在剪辑方面创造出非常完美的视听效果,这是在剪辑中必须要考虑的问题。剪辑最重要的一个核心就是确定镜头组合的长度、剪辑点、镜头连接的关系、镜头安排的顺序、段落的形成等很多重要的剪辑问题。
3 电子时代,电视图像编辑技术的运用
电视作为一种资源,给人们传达了不同的信息。电视图像编辑技术在电视播放中有非常大的作用,使人们的生活有了翻天覆地的变化,不仅改变了很多传统的领域,而且从根本上改善了人们的生活。在电视产业中,不管是电视画面的投放,还是电视视频的采集,都要用到编辑技术。图像进行编辑中有一种压缩功能,是用来对图像数据进行合理的压缩,所以图像数据有被压缩的空间。电视图像数据库很大,在传送的过程中非常困难,所以要把图像数据进行压缩,缩小空间传送的时候就不那么困难,这对图像快速传送是非常重要的。它最大的好处和作用是以更加快速和高效率的方式进行图像传送。在对电视图像编辑技术的运用方面应保持图像编辑质量的渐进和图像效果的评估。
4 结语
综上所述,通过上文对电视图像编辑技术和图像编辑技术的应用的阐述,电视产业在人们生活中扮演的角色越来越重要,电视图像编辑工作人员的效率也越来越高,实现了电视图像编辑技术在电视中的广泛实践应用。好的图像编辑技术带给观众更好的视觉体验的同时,也给观众带去了审美上的乐趣。电视图像编辑技术从传统的线性编辑发展成为今天的图像和视频编辑,技术得到了长足的提高,设备也在很大程度上得到了更新。电视图像编辑技术在电视产业领域的不断发展,直接影响着人们的生活状态,丰富了人们的娱乐生活,满足了人们对物资生活的需求。我国把电视图像编辑技术的领悟和一些电视要素的创作之间完美的融合,然后应用在了电视效果当中,取得了不错的成就。所以,更新电视图像编辑技术对以后电视技术的发展有非常重要的意义。通过电视产业的不断快速发展,使中国经济取得更好的发展势头,向更好的生活迈进。
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2018国内基因编辑技术走势 篇5
3月30~31日，由北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室主办的2018基因编辑学术研讨会将在京举行。届时众多一线科研工作者将聚集于此共襄学术盛宴。
2018基因编辑技术期待进展一览
王皓毅
中国科学院动物研究所CRISPR-Cas9在动物模型构建、T细胞治疗以及基因表达调控中的应用
高效精确的基因工程技术对于发展基因治疗，建立细胞和动物疾病模型具有极为重要的价值。近年来特异性定点核酸酶的研究取得了长足的进步。为了突破传统基因打靶方法的局限，我们率先通过受精卵注射CRISPR-Cas9一步获得多基因敲除的小鼠。为了取代低通量且技术要求极高的显微注射技术，我们建立了受精卵电击的方法，从而极大简化了动物模型的构建。这一系列工作大大提高了基因修饰小鼠构建效的率和速度，为疾病和发育生物学的体内研究提供了重要的工具。同时我们在原代T细胞和表达嵌合性抗原受体的T细胞（CART）中建立了高效的单基因和多基因敲除技术，为细胞免疫治疗研究提供了工具。除了基因编辑，我们也基于CRISPR-Cas9系统建立了新技术，用来调控基因的表达水平和表观遗传修饰状态。
王艳丽
中国科学院生物物理研究所Cas13a 切割RNA的分子机制CRISPR/Cas系统是原核生物抗免疫防御系统，是近年来发现的由小分子RNA介导的免疫系统。CRISPR-Cas系统分为两大类，Cas13a是第二大类VI型系统中的效应蛋白，亦称C2c2，具有RNA介导的RNA酶切活性，是目前第二大类CRISPR-Cas系统发现的唯一能够降解RNA的蛋白，在RNA技术中具有潜在的应用价值，对开发研究RNA工具，扩展CRISPR系统在基因编辑方面的运用具有重大价值。
为了研究Cas13a如何被激活来切割RNA，我们解析了与crRNA及其靶RNA结合的Leptotrichia buccalis（Lbu）Cas13a的晶体结构，以及LbuCas13a-crRNA复合物的cryo-EM结构。研究结果揭示了crRNA-靶RNA双链体结合在核酸酶（NUC）叶片的带正电的中心通道中，并且Cas13a蛋白和crRNA在靶RNA结合后发生显着的构象变化。指导目标RNA双链体形成触发HEPN1结构域向HEPN2结构域移动，激活Cas13a蛋白的HEPN催化位点，其随后以非特异性方式裂解单链靶标和旁系RNA。研究结果证实targetRNA的结合导致LbuCas13a的两个HEPN结构域发生构象变化，从而激发LbuCas13a非特异性地切割任意单链RNA的酶切活性，该成果为研究Cas13a发挥RNA酶活性的分子机制提供了重要的结构生物学基础。该研究的发现为CRISPR-Cas13a系统的进一步开发提供了可靠的结构基础，对深入理解细菌抵御病毒入侵的分子机制提供了强有力的证据，并将对病毒引起的疾病的预防、检测、控制与治疗产生重大意义，特别是基于Cas13a高效的RNA酶切活性，对其应用于各类重大疾病的快速检测具有十分广阔的前景。
吴强 上海交通大学开发DNA大片段编辑技术研究染色质高级结构
源于细菌和古菌的Ⅱ型成簇规律间隔短回文重复系统[Clustered regularly interspaced short palindromic repeats(CRISPR)/CRISPR-associated nuclease 9(Cas9)，CRISPR/Cas9]近年被改造成为基因组定点编辑的新技术。由于它具有设计简单、操作方便、费用低廉等巨大优势，给遗传操作领域带来了一场革命性的改变。基于CRISPR/Cas9系统的基因组DNA片段靶向编辑技术主要包括DNA片段的删除、反转、重复、插入和易位等，这一有效的DNA片段编辑方法为研究基因功能、调控元件、组织发育和疾病发生发展提供了有力手段。我将着重汇报我们在该领域最新的研究CTCF等染色质架构蛋白在三维基因组组装调控的进展，为开展利用基因组DNA片段靶向编辑进行基因调控和功能研究提供参考。
周德敏 北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室Manipulation of Viral Genome in Conversion of Life-ThreateningViruses as Precision Therapeutics The conversion of life-threatening viruses into live but avirulent vaccinesrepresents a revolution in vaccinology.In a proof-of-principle study, weexpanded the genetic code of the genome of influenza A virus via a transgeniccell line containing orthogonal translation machinery.This generated prematuretermination codon(PTC)–harboring viruses that exerted fullinfectivity but were replication-incompetent in conventional cells.Genome-wideoptimization of the sites for incorporation of multiple PTCs resulted in highlyreproductive and genetically stable progeny viruses in transgenic cells.Inmouse, ferret, and guinea pig models, vaccination with PTC viruses elicitedrobust humoral, mucosal, and T cell–mediated immunityagainst antigenically distinct influenza viruses and even neutralized existinginfecting strains.The methods presented here may become a general approach forgenerating live virus vaccines that can be adapted to almost any virus.王永明 复旦大学建立高效的CRISPR/Cas9编辑技术 CRISPR/Cas9是一项革命性的基因编辑技术，得到广泛应用。我们从两个方面着手提高CRISPR/Cas9的编辑效率。我们利用附着体载体表达Cas9和gRNA，称之为epiCRISPR技术。附着体载体不整合到基因组，但是可以随着细胞的分裂而复制，因而可以长期的表达外源基因，实现长期的基因编辑。同时在附着体载体上表达嘌呤霉素抗性基因，可以富集转染成功的细胞。编辑完成后撤除筛选药物，附着体质粒迅速丢失，编辑后的细胞不再表达外源基因。利用附着体技术可以实现高达100%编辑效率，还可以高效的敲除基因组大片段，以及同时敲除多个基因。CRISPR/Cas9编辑效率受gRNA序列影响，不同的gRNA效率差别很大，测试gRNA效率费时费力。我们建立了高通量的测试gRNA活性的方法，得到了5万多条gRNA的活性，覆盖了2万多个人类基因。这些工作将会极大的方便基因编辑工作。
常兴 中国科学院上海生命科学研究院利用靶向性胞嘧啶脱氨酶进行基因编辑
单核苷酸的多样性是遗传多样性的主要来源，是人类个体差异的重要遗传学基础，同时也是分子进化的动力和很多疾病的直接诱因。然而，在哺乳动物中，仍然缺乏有效诱导单核苷酸的突变的工具，无法通过实验高效和高通量的地研究单核苷酸突变的功能。现有的大部分实验技术只能扰乱基因的功能或者表达，造成基因功能缺失，对诱导新功能的获得无能为力。而利用靶向性胞嘧啶脱氨酶介导的碱基编辑（TargetedAID-mediated mutagenesis ,TAM）技术，可以在sgRNA靶向的基因组DNA上，将胞嘧啶和鸟嘌呤随机地向其它三个碱基转变，因而产生海量的突变体，结合遗传筛选，从而分析单核苷酸突变的功能或诱导蛋白质的体内进化。同时在一种多肽抑制剂（UGI）的辅助下，dCas9-AID可以诱导特定的胞嘧啶向胸腺嘧啶转变，实现单碱基的精确编辑，为治疗单核苷酸突变诱导的遗传病提供方案。利用这项技术，已经在慢性骨髓瘤细胞中，成功筛选出已报道的以及新的imatinib耐药性位点。因此，作为高效的哺乳动物DNA碱基编辑新技术，TAM可以广泛应用于蛋白质工程，分子遗传学研究和基因治疗等领域。
朱洁广州市妇女儿童医疗中心CRISPR-Cas9介导的光感受器细胞重编程治疗视网膜色素变性
基因治疗已经在多种人类疾病治疗中显示出巨大的潜能。然而目前的方法通常只针对单个基因或单个突变，使得对多基因或多点突变的疾病治疗受到极大限制。视网膜色素变性是临床常见的致盲眼病，极具临床和遗传异质性，是导致人类视力障碍最主要的疾病之一。目前已有超过40个基因和位点被报道与视网膜色素变性有关。这里我们采用CRISPR/Cas9介导的基因编辑方法，对视网膜色素变性小鼠进行了基因治疗。通过突变视杆细胞中重要的转录因子Nrl或Nr2e3，将视杆细胞重编程为视锥细胞。转化后的视锥样细胞对突变引起的感光细胞退化不敏感，从而使小鼠在发病后期仍能保留一定程度的视力。我们的发现不仅为视网膜色素变性提供了新的不依赖于基因突变的治疗方法，而且证明了基因编辑技术介导的细胞重编程、细胞退化预防以及组织功能保护的巨大可能性。杨辉，中科院上海神经所基因编辑在疾病模型建立及疾病治疗中的应用
基因修饰动物是研究在发育和疾病中基因功能的重要工具。CRISPR/Cas9系统有效的应用于构建基因敲除和敲入小鼠。然而，该方法获得的基因修饰动物存在严重的嵌合体现象，即动物个体的一部分细胞被基因编辑，而另一部分则没有。通过交配方法获得纯合的基因敲除小鼠需要很长的时间和花费，这在获得多基因敲除小鼠中尤为明显。而由于猴子的生殖周期长（4-5年性成熟，半年怀孕期），生殖能力低（单胎动物），通过交配方法来获得纯合突变的基因修饰猴则需要更长的时间和花费。为此，我们通过优化CRISPR/Cas9系统，成功的在第一代就获得了单基因或多基因功能完全敲除的小鼠及猴，可以直接用于表型分析，极大促进了非人灵长类动物模型的建立及其在脑科学及脑疾病中的研究。同时我们设计了一种同源介导末端接合（HMEJ）策略，可以在分裂和非分裂细胞中均实现精确且高效的基因整合。更重要的是，在小鼠和猴子胚胎或者体内的肝细胞和神经元中，该方法的效率均远高于以HR、NHEJ和MMEJ为基础的策略。因此，这种HMEJ策略可能具有多种运用性，譬如基因编辑来获得动物模型以及靶向基因治疗。通过上述几种方法，我们可以有效的在猴中获得各种基因修饰猴模型。近期，我们目标获得的疾病猴模型包括PD，AD，ALS，DMD，RP，AS等，工具猴模型包括光遗传猴，各种神经元特异的Cre猴等。这些猴模型的建立将极大促进我们对人类疾病的了解和治愈。
此外，我们也致力于各种CRISPR相关工具的开发及优化，包括CRISPR激活系统，CRISPR标记系统，CRISPR介导的成体治疗等等。
马燕琳
海南医学院第一附属医院基因编辑与生殖健康
基因编辑技术通过插入、缺失或替换的手段对基因组进行定点改造，既能够通过以突变基因代替正常基因来研究基因的功能，也能够以正常基因代替突变基因来进行基因治疗。近年来，有着“基因剪刀”之称的CRISPR/Cas9技术被认为是能够在活细胞中快速、准确地编辑目的基因的有效方法。随着人类在破译基因的遗传密码和基因编辑技术上的不断突破，通过修改基因从根本上治愈和预防疾病成为可能，特别是在单基因疾病的治疗上，基因编辑有着广阔的运用前景。就生殖健康方面而言，卵巢早衰这类由表观遗传引起的疾病目前只能通过替代治疗延缓症状，不能根治。CRISPR/Cas9技术的出现有望对表观遗传的靶点进行遗传编辑，改善生殖健康，也为生殖相关疾病提供了新的治疗思路。此外，利用基因编辑对胚胎特定基因集进行敲除操作，造成相应基因在胚胎中的缺失，可深入研究人类胚胎早期发育中的功能、作用机理，帮助人类了解生物体的基本功能，也可以推动人类健康事业的发展,从根源上清除遗传疾病。张淑君 华中农业大学建立和利用猪全基因组基因敲除CRISPR/Cas9技术筛选鉴定猪流感病毒感染相关的宿主（猪）基因
在猪PK15细胞系中，证实了CRISPR/Cas9系统在猪细胞系中能高效地诱导猪基因敲除。设计和构建了猪全基因组基因敲除CRISPR/Cas9文库，该文库包含了65316个gRNAs、覆盖了13229个基因，其中含有5个gRNAs的基因有11400个基因、含有4个gRNAs的基因有1829个，并且全部的基因都含有至少2个gRNAs（最多不超过5个gRNAs/基因）。利用该猪全基因组基因突变gRNAs文库进行大规模的基因筛选，初步筛选出了140个候选宿主基因，并证实了其中的32个候选基因在病毒复制增殖中具有一定的调控作用
周峰复旦大学生物医学研究院利用dcas9和超高灵敏度蛋白质谱平台构建位点特异DNA-蛋白质互作网络
混沌数字图像加密技术的研究 篇6
关键词：混沌 图像加密 Baptista 算法
1.混沌图像加密研究
1.1混沌密码学的现状
目前混沌密码学主要有两大研究方向： (1) 以混沌同步技术为核心的混沌保密通信系统，主要基于模拟混沌电路系统。自从1990年美国的Pecora 和Carroll首次用电子线路实现混沌同步以来，利用混沌同步实现保密通信己成为各国近年来争相研究的热门领域。迄今己经提出和发展了三大混沌通信技术：1992年提出的混沌掩盖通信技术，1993年提出的混沌开关通信技术，1993年H 提出的混沌调制通信技术，它们是目前保密通信研究中竞争最为激烈的三大技术。 (2)流密码和分组密码，主要基于计算机有限精度下实现的数字化混沌系统。例如周红等提出一种基于逐段线性混沌映射(PLCM) 的设计方案，桑淘等提出采用一类逐段非线性混沌映射的算法，以及近来李红达等提出基于复合离散混沌动力系统的密码算法和章学晴、翁贻方等提出基于时空混沌的密码算法，显示出混沌密码的研究不断发展完盖。
在实用方面，混沌密码已应用于保密通信，图象加密等方面，而E-safenet等公司则研制出了基于混沌密码的商业软件，且混沌密码在数字水印等方面也有良好的应用前景。信息安全的核心问题是密码技术，即密码的理论及其应用。数字图像加密属于密码编码技术，它是一门集数学、密码学、信息论、计算机等多门学科的交叉学科。因此，研究图像加密具有重要的理论与现实意义。图像加密在保密通信，信息隐藏和数字水印中有广泛的应用。
1.2 国内外研究现状
混沌系统对初始条件的极端敏感性，在相当长一段时间内，混沌曾被认为是既不可预测也无法控制，因而是一种有害的运动形式。20世纪90年代以来，人们在混沌控制与反控制领域的大量研究表明，混沌不仅是( 长期) 可控制的和( 短期)可预测的，而且可以在许多领域中得到有益的应用。混沌引入到图像加密领域，是信息安全领域近年来的一个研究热点。 经典密码学将明文数据加密成密文数据，从而达到保密的目的，尽管我们可以将图像数据看成一维数据流，使用传统的加密算法进行加密，但往往忽视了数字图像的一些独特性质，如二维的自相似性、大数据量等，而且传统加密算法很难满足网络传输中的实时性要求。混沌现象是非线性动态系统中出现的伪随机过程，具有非周期性、遍历性及初值敏感性等特点，与加密系统存在着很多相似之处，目前研究基于混沌理论的信息保密技术是非线性科学和信息科学两个领域交叉融合的热点问题之一。近年来，各个国家都在这个领域进行了大量研究。
1.3 混沌图像加密算法的简介
对图像进行某种变换，是使变换后的图像与源图像存在亮度、颜色或者轮廓等定性或定量的视觉差异。通过图像加密操作之后，源数字图像将变换为类似于随机噪声的信息。图像加密源于早期的经典加密理论，其目的是隐藏图像本身的真实信息，使窃取者或无关人员，在收到加密消息后无法获得原始图像，而接收方，则可用预先约定好的密钥和解密方法，把加密信息解密出来。图像加密算法主要有三种，图像像素空间的置乱( 以下称图像置乱) 和图像像素值的替换扩散( 以下称图像扩散) 以及前两者的结合使用。
2.明文相关的类 Baptista算法的实现和分析
2.1 类Baptista 算法的设计与实现
加密过程如下：
步骤一：明文图像的像素数组 K ；
步骤二：初始密钥带入Logistic 映射，产生混沌序列L ，取8 位mod2，获得二进制数组B ；
步骤三：在B 按照下述规则查找K 中各个元素经过处理的值 V ，所得跳跃次数的二进制码，即为密文。
处理方式：strh [i]为第i次查到的B[j]的高四位，V[i+1]=XOR(strh[i],K[i+1])。
查找方式：对于K[i+1]，从K[i]所对应的B[j]开始，向后查询V[i+1]，每跳跃一次，如果B[p]所对应的dup的元素值为0，则计数器工作，B[p]所对应的dup的元素值改为1；如果B[p]所对应的dup的值为1，则计数器不工作，继续向后查询，直到查询到V[i+1]为止。计数器n的值返回，得到K[i+1]的密文output[i+1]。Strh[0]设置为L[0]的高四位。
解密是加密的逆过程，即在混沌序列中根据密文像素值，指针跳跃相应次数进行查找(这里的次数依然是指不重复查找次数)，查找到的值再与前一个像素点所对应的混沌序列的高四位进行异或操作，所得結果即为解密结果。
2.2算法扩展性分析
本算法基于搜索的方式，根据搜索次数作为密文替代明文，每次一个像素加密时，解密结果都与上一个像素的加密有关联，因此，具有一定扩散性。但是由于随机性的存在，改变后的像素Dn''在随后的第m-n回加密之后，得到的Dm''与Dm的值恰好相等，于是在第m个像素点之后的加密过程中，NPCR值不会继续增长。于是需要使用多轮加密的办法使NPCR达到要求。问题在于半个字节为单位的查询，虽然效率高，但是容易出现上述巧合，导致NPCR增长慢，所以我在今后工作中，会尝试使用以一字节甚至两字节为单位，进行搜索，选取一个兼顾加密效率和m次重复的概率的搜索单位。
3.总结
本文提出一种基于搜索的类Baptista算法。基于搜索的加密方式是以一种新的方式找到映射明文的像，而非同传统的异或加密的方式。这种算法有其优势，即算法本身就与明文相关。但是也有其固有的缺陷，即加密速度慢，明文相关不彻底。本文提出的这种类Baptista算法是在Baptisa算法上的一种改进，优点在于搜索内容已经不是明文，而是明文与第三方操作的结果。第三方是指前一像素点的对应混沌序列值的高四位，这样不会暴露任何明文或者混沌序列的信息。由此增加了扩散性，使这种基于搜索的算法性能得到提高。
参考文献：
[1]王相声,甘骏人.一种基于混沌的序列密码的生成方法[J].计算机学报.2011.25(4):351-356.
[2]管春阳,高飞.一种基于混沌序列的加密算法[J].北京理工大学学报.2009.23(3):363-366
图像编辑技术 篇7
关键词：电子时代,电视图像编辑技术,应用
电视图像编辑技术即为制作出更加清晰、舒服的电视图像视觉效果, 在GIS中, 扫描矢量数字化的第一个步骤, 例如除噪声、分割连线、控制图像跳动和闪烁等均是较常见的电视图像编辑技术。随着电子时代的到来, 电视媒体的视角和维度均发生了改变, 使其对电视图像编辑技术的依赖程度进一步加深, 所以对电子时代下电视图像编辑技术准确、全面的认识, 并正确、灵活的运用直接关系到电视产业的发展。
1 稳定电视图像编辑点技术的应用
1.1 控制编辑点图像跳动和闪烁技术
在进行电视图像编辑的过程中, 通过分离器分频器对场同步信号进行处理后会形成不对称的矩形波, 此种矩形波的脉冲宽度时间和间歇时间分别与奇数场和偶数场对应, 在电视记录或重放的过程中, 这种矩形波通过主导轴能够对磁带和磁头间的相对位置进行控制, 进而使录像机的两个图像磁头可以分别对应矩形波的两个信号场, 完成重放和记录过程, 这种技术即电视图像编辑中的图像跳动和闪烁的控制技术[2]。但需要注意的是, 在对电视图像进行记录和重放编辑的过程中, 如果这种不对称矩形波消失或失真, 录像机将不具备清晰记录和重放电视图像的能力, 而且在播放的过程中, 图像因对应的信号场不稳定或不完全, 将出现闪烁或跳动的现象, 严重影响电视图像的播放质量。
1.2 相位伺服保证技术
在电视编辑中常用的插入和组合编辑方式所对应的相位伺服存在差异, 前种编辑方式在进行的过程中, 会产生代表插入记录视频信号场频和代表编辑带原版磁位形的两种信号, 在其均锁定的情况下, 相位锁定也随之完成, 这也决定在此种编辑方式下, 要在图像播放前的5s~10s进行原有图像的重放, 为两个信号基准帧锁定相位创造条件。后种编辑方式进行的过程中, 主导轴伺服系统先锁定在录像机重放相位, 但在转换到录像后, 主导轴伺服系统会被录像信号锁定, 此时也需要5s~10s的重放时间, 完成信号的平稳过渡[3]。可见, 要保证不同编辑状态下的电视视频图像可以稳定的播放, 在视频图像编辑的过程中要对相位伺服的锁定进行有效的调整, 在电子时代下, 电视播放的形式更加多样化, 这对相位伺服的保证技术提出了更高的要求, 如何对不同编辑方式下的图像进行有效地连接, 仍是未来一段时间内电视图像编辑技术发展的重点。
2 避免编辑点图像跳动与闪色技术的应用
在电视图像编辑技术具体应用的过程中, 应有意识的选择质量较理想的编辑带和素材带, 采用选用插入编辑方式进行, 并在编辑带内事先录入标准的CTL信号, 需要注意的是, 在编辑的过程中, 如果编辑人员使用组合编辑替代插入编辑方式, 那么事先录入的CTL信号质量就会受到影响, 使调整后的插入编辑方式因信号连续性差而无法顺利进行, 此时编辑人员应将全消磁头拔掉, 通过组合编辑的方式输入新的信号, 以此避免跳动、闪色等问题的出现。
3 检查图像编辑点技术的应用
由于电子时代下, 人们对电视图像质量的要求大幅提升, 所以在进行电视图像编辑的过程中, 对图像各方面的质量要求也更加严格, 这要求在电视图像编辑的过程中, 要对编辑入点、出点的精准度, 编辑点的完整度、编辑点图像衔接的平稳度等方面进行全面的检查, 以此保证编辑点的艺术效果。在检查的过程中, 主要应用编辑器进行, 结合衔接位置的现象判断编辑点的质量, 在此过程中如果发现问题应重新进行编辑, 否则可能导致电视图像出现跳动、闪烁等问题, 严重的情况下, 可能导致电视画面不能重复播放。
4 实现视频压缩技术的应用
4.1 视频压缩技术的应用原理
电视图像中, 相邻的像素之间、图像的序列帧之间、色彩平面间、频谱带间所具有的相关性会产生一定的空间、时间、频谱冗余, 这些冗余的存在会直接导致数据表示过程中需要的比特率提升, 进而导致图像数据传输、存储、处理等环节对存储空间、系统反应能力、互联网传播速度等方面均具有非常高的要求, 而且可能导致计算机系统失灵的概率提升。
4.2 视频压缩技术应用过程中的注意事项
在视频压缩技术应用的过程中需要注意, 图像压缩虽然可以在减少冗余的同时, 为图像处理提供更加理想的条件, 但在电子时代, 为适应网络宽带大小差异和显示中断视频设备差异, 需要在压缩的过程中, 对图像的空间分辨率进行有效转换。在此过程中需要进一步应用压缩域任意比率图像空间分辨率转换、色彩校正、压缩域亮度调整、色彩混合渲染、压缩域饱和度调整等电视图像编辑技术。
1) 在进行图像空间分辨率转换的过程中, 可以通过DCT块及其子块间的DTC系数关系, 使原始图像得到重组, 形成适合新的支撑区域需要的图像, 并在此过程中可以同步完成采样, 以此保证任意不同比例图像空间在水平或垂直方向实现转换分辨率, 而且在实现过程中不需要复杂的计算, 对存储的空间大小要求也相对较低, 而且可以使视频的质量和PSNR都得到有效优化。
2) 在DCT域图像色彩调整的过程中, 可以通过RGB色彩空间线性色彩处理方法, 在不进行图像解压和IDCT转换、RGB色彩空间转换的前提下, 直接针对DCT域进行, 这种方法不仅可以缓解DCT域色彩调整对计算和存储空间的依赖程度, 而且通常情况下, 并不会对原始图像的其他方面质量产生明显的影响, 达到了视频色彩优化的实际效果。
3) 在对DOC域图像的色饱和度进行调整的过程中, 可以应用建立在亮度自适应色饱和度调整方式基础上的压缩域色饱和度调整技术, 即基于亮度快的平均亮度, 对各色度快的色度矢量上限进行计算, 判断色度快的色饱和度调整因子最大值, 在此过程中, 可以针对不同属性的色度快应用对应的DCT块进行处理, 这种图像编辑方式虽然相比传统的电视图像色饱和度技术并不会对图像的质量产生明显的优化作用, 但其在操作的过程中, 对存储空间和计算能力的要求较低, 通常可以利用硬件直接实现, 可操作性较强, 所以在电子时代下, 电视图像编辑处理的过程中, 应用过程更加理想, 现阶段已经得到较广泛的应用。
5 结论
通过上述分析可以发现, 电子时代下电视媒体为满足现代用户的视觉需要, 在视角、维度等方面进行了积极的改进, 但与此同时也对电视图像编辑技术提出了更高的要求, 电视制作人员需要在具体实践中结合电子时代下电视媒体的特点以及对电视图像编辑技术提出的新要求, 灵活的发展和应用电视图像编辑技术, 为电视产业的持续发展提供支持。
参考文献
[1]吴芳.试论电视图像编辑的自主审美意识[J].新闻研究导刊, 2014, 18:47.
[2]张晓兰.电子时代下电视图像编辑技术的运用[J].西部广播电视, 2015, 1:147, 53.
图像编辑技术 篇8
数字图像隐藏技术作为一种常用的信息保密技术,通过将秘密图像隐藏于一幅或多幅公开图像中,来实现对秘密图像的保护。由于图像数据已经成为重要的信息传输手段,所以基于数字图像的隐藏技术也日益成为研究热点。许多文献讨论了数字图像的隐藏问题[1,2,3,4,5,6]。信息可以通过很多种不同的方法进行隐藏。最常见的方法是最低有效位(Least Significant Bit, LSB)插入、替换、掩盖等。
图像插值有很多的应用场合,它在高清晰度电视、数字投影仪、图像打印以及通常的图像编辑和处理软件等方面有广泛的应用。使用者可以通过对图像插值改变图像大小或者对感兴趣的区域增强其细节性,以便得到很好的观察效果。图像插值的重要性可以追溯到很多领域,比如医学,军事以及电子领域等等。因为运算简单通常采用传统的线性插值算法,线性插值方法主要利用已知的象素点的加权平均。常用的方法有最近邻插值法(Nearest Neighbor Interpolation,NNI)、双线性插值法(Bilinear interpolation,BI)、分段三次插值法(Piecewise Bicubic Interpolation,PBI)等。线性插值方法的不足主要体现在容易引起两种失真,即图像边缘阶梯形失真效应(最近邻法和双线性插值尤其明显),和边缘模糊效应(双线性插值和双三次插值比较明显)。
本文介绍新的邻近均值图像插值方法,该方法具有较高的速度和较低的时间复杂度。在信息隐藏中利用基于邻近均值插值方法得到的扩张图像作为载体图像。由于基于邻近均值插值方法效率较高,所以数据隐藏效率较高。
2 图像插值方法
2.1 传统的插值方法[7]
数字图像的插值在数字图像的应用中,起着重要的作用,尤其是在超分辨技术中。
传统的图像插值有最邻近插值,双线性插值,三阶线性插值。最邻近插值又称零阶插值,它输出的像素值等于距离它映射到的位置最近的输入像素值,例如(50.5,71.3)的插值结果就是将(51,71)点处的值赋予新的象素点作为插值后的值。这种算法的优点是算法简单,运算速度快。其缺点在于较低的代数拟和阶使得插值质量差,会在图像中产生人为加工的痕迹,常出现方块效应,图像边缘易产生锯齿效应。
双线性插值又称一阶插值,它先对水平方向上进行一阶线性插值,然后再对垂直方向上进行一阶线性插值,或者反过来,最后将两者合并起来。双线性插值实际上是对邻近4个像素点进行插值,效果比最邻近插值好。但由于双线性插值的斜率不连续,并且双线性插值的平滑作用会使图像的细节产生退化,在进行放大时更为明显。这些情况可通过高阶插值得到修正。
高阶插值算法常用的有双三次线性插值,对周围邻近的16个像素点进行插值计算。这种图像插值算法的优点是可以消除锯齿现象,插值质量高,效果好,同前面两种方法比较边缘阶梯失真现象得到很大程度的抑制,但放大时边缘模糊现象却比较严重。但这种算法的不足是计算量大,运算时间长,当运算需要实时性时就略显遗憾。
2.2 邻近均值插值方法
邻近均值插值法定义为如下公式:
undefined
其中,M×N为原来图像大小,T为按比例放大的倍数,这里我们取T=2时,插值结果图像具有较高的分辨率。
图1给出了邻近均值插值方法的一个例子,插值结果图像是原图像的两倍。像素点I′(0,0),I′(2,2)和像素点I(0,0),I(2,2)的值相同;当i
3 基于邻近均值图像插值信息隐藏方法
本节给出基于邻近均值图像插值的信息隐藏方法。应用邻近均值图像插值所得的结果图像作为载体图像,信息隐藏按Zigzag顺序逐一进行, 即从左到右,从上到下的方向。在秘密信息被隐藏前,载体图像被分成4像素、不重叠、连续的块,应用zig-zag扫描(如图2)。
3.1 信息隐藏
对于每一个4像素、不重叠、连续的块中像素灰度值为I(i,j),
I(i,j+1),I(i+1,j),I(i+1,j+1),相应的利用NMI方法的结果图像的像素灰度值为I′(i,j), I′(i,j+1), I′(i+1,j), I′(i+1,j+1),把秘密信息隐藏于除了I(i,j)以外的其它像素点。算法思想:
首先利用公式(2)计算出不同的d:
d=I(T·x+Z,T·y+O)-I(T·x,T·y) (2)
其中Z,O为0或1,0≤x,y≤127
其次利用公式(3)计算出Lbit
undefined
最后利用由公式(3)出的Lbit在秘密信息中选择出相应的秘密信息并转换为实数P,则新的像素值变为:
I′(i,j)=I′(i,j)+P (4)
如图3所示,给出信息隐藏的全过程:给出像素点I(0,0),I(0,1),I(1,0),I(1,1)灰度值分别为110、128、 145、89,利用公式(2)计算出d分别为0、18、35、11;相应的计算出隐藏于4像素块的信息长度L分别为0、4、5、3;从而秘密信息转换的实数分别为11002=10,101002=20,0102=2,则利用插值法得到的结果图像像素I′(0,0),I′(0,1),I′(1,0),I′(1,1)分别为110,138,165,91
3.2 信息恢复
信息恢复是信息隐藏的逆过程,利用公式(5)可以恢复出秘密信息。
undefined
其中M,N=0,1,2,…,127,T同上定义。
图4给出了信息恢复全过程: 利用插值法得到的结果图像像素I′(0,0),I′(0,1),I′(0,2);I′(2,0),I′(2,1); I′(3,0),I′(3,1),I′(3,2)分别为35,68,105; 110,82,89; 189,130,90;如图4所示可以计算出d和l从而得到p,对应的就可以恢复出秘密信息。
4 数值试验
4.1 插值结果:
图5利用文中给出的邻近均值图像插值方法由256×256的灰度图像生成512×512的图像作为载体图像,并比较三种插值方法的峰值噪声比PSNR:两种传统的方法和邻近均值插值方法(如表1所示)。
结果表明邻近均值插值方法优于最近邻插值方法和双线性插值方法。
4.2 图像隐藏:
图6是利用本文的算法进行图像隐藏,其中Lena图(a)为秘密图像(256×256),模板图像(b)为Monkey(256×256)图为利用邻近均值方法生成的(512×512)图像,图c为隐藏后的公开图像。
4.3 图像恢复
图7给出了图像的恢复试验。图a是公开图像(512×512),图b是恢复的秘密图像(256×256)。
5 结束语
本文给出了一种邻近均值数字图像插值方法,并把该方法应用于信息隐藏。利用邻近均值插值生成分辨率较高的数字图像,把该图像作为载体图像,给出了信息隐藏的具体方法,该方法的优点是计算简单,信息隐藏的安全性较高;另外,数值试验表明该插值方法优于传统的最近邻插值方法和双线性插值,在超分辨技术中也可以用该方法。
参考文献
[1]张贵仓,王让定,章毓晋.基于迭代混合的数字图像隐藏技术.计算机学报,2003,26(5):569~574
[2]丁玮,齐东旭.数字图像变换及信息隐藏与伪装.计算机学报,1998,21(9):838~843
[3] Chi-Kwong Chan,L.M.Cheng.Hiding data in images by simple LSB substitution.Pattern Recognition.2004,(37):469~474
[4]张大奇,张永红,康宝生.基于RB曲线融合的数字图像隐藏技术.中国图象图形学报,2006,11(2):235~243
[5] Z.Ni,Y.Q.Shi,N.Ansari,W.Su.Reversible data hiding,circuits and systems for video technology.IEEE Transactions2006,16:354~362
[6]程东升,叶瑞松.一种新的图像置乱方法.计算机应用,2008,29(2):9~13
图像分割技术综述 篇9
在对图像的研究和分析中, 人们通常对图像中特定的、具有独特性质的区域感兴趣, 图像分割就是指把这些区域提取出来的技术和过程。正因为图像分割作为前沿学科充满了挑战, 近年来, 吸引了众多学者从事这一领域的研究。图像分割技术在航空航天、生物医学工程、工业检测、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术、地理测绘等领域受到广泛重视, 并取得了重大的开拓性成就, 使其成为一门引人注目且前景广阔的新型学科。
2 传统的图像分割技术
图像分割一般根据要解决的问题将图像细分为感兴趣对象的集合, 其分割方法的种类已达上千种。传统的图像分割技术多为基于图像局部特征的图像分割方法, 是根据图像局部区域中像元的特征来实现图像分割的方法。
2.1 基于阈值的图像分割技术
阈值分割法是一种传统的图像分割方法, 因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛的分割技术。阈值法在不同物体或结构之间有很大的强度对比时, 能够得到很好的效果。它计算简单, 而且总能用封闭而且连通的边界定义不交叠的区域。阈值化分割算法就是选取一个或者多个阈值, 将图像的直方图分成几类, 图像中灰度值在同一个灰度类内的象素属于同一个类, 从而达到分割的目的。
阈值法的核心是如何选择合适的阈值, 阈值分割法具有运算效率较高、计算简单等优点, 在过去的几十年中被广泛使用。阈值化算法多种多样, 最具代表性的方法有:最大类间方差法、直方图法、最大熵法、概率松弛法、最小误差法、矩量保持法等。但是, 阈值法一般仅考虑像素本身的灰度值, 不考虑图像的空间相关性特征, 极易受到噪声的影响。在实际情况中, 阈值法常与其它分割算法相结合, 对图像进行分割。
2.2 基于边缘的图像分割技术
边缘检测法是基于图像不连续性的分割技术, 它通过检测不同均匀区域之间的边界来实现对图像的分割, 这与人的视觉过程有些相似。依据执行方式的不同, 这类方法通常又分为串行边缘检测技术和并行边缘检测技术。串行边缘检测技术首先要检测出一个边缘起始点, 然后根据某种相似性准则寻找与前一点同类的边缘点, 这种确定后继相似点的方法称为跟踪。根据跟踪方法的不同, 这类方法又可分为轮廓跟踪、光栅跟踪和全向跟踪三种方法[1]。
并行边缘检测技术通常借助空域微分算子, 通过其模板与图像卷积完成, 因而可以在各个像素上同时进行, 从而大大降低了时间复杂度。常见的边界检测方法包括基于各种边界检测算子[2] (Roberts算子、Laplacian算子、Sobel算子、Prewitt算子、LOG算子等) 的边界检测。这类方法通常不能得到连续的单像素边缘, 而这对于分割来说是至关重要的。所以, 通常在进行上述边缘检测之后, 需要进行一些边缘修正的工作, 如边缘连通、去除毛刺和虚假边缘等。
2.3 基于区域特征的图像分割技术
基于区域的分割技术有两种基本形式:区域生长和分裂合并。前者是从单个像素出发, 逐渐合并以形成所需的分割结果, 是区域分割的最基本方法;后者是从整个图像出发, 不需要生长点, 逐渐分裂或合并以形成所需要的分割结果。不同于阈值方法, 这类方法不但考虑了像素的相似性, 还考虑了空间上的邻接性, 因此可以有效消除孤立噪声的干扰, 具有很强的鲁棒性。而且, 无论是合并还是分裂, 都能够将分割深入到像素级, 因此可以保证较高的分割精度, 如分水岭算法等。
3 改进的图像分割技术
传统的图像分割技术都或多或少地存在着某种程度上的不足, 因此更多的研究者尝试将诸多理论模型与图像分割技术相结合以求达到更好的分割效果。本文就简要介绍了几种应用得较为广泛的改进后的图像分割技术。
3.1 基于小波理论的图像分割技术
小波变换在图像分割中的主要应用是传统的Fourier变换的继承和发展, 首先构造特殊性质的小波函数, 利用小波变换函数在大尺度下检测出图像的边缘点, 在较小尺度下精确定位边缘点像素, 然后根据一定的策略把这些像素点连接成轮廓, 从而提取出目标边缘实现了图像的分割[3]。小波变换之所以能适合图像这类非平稳信号的处理是因为小波变换具有一定的分析非平稳信号的能力。高低频处的分辨率不同, 而经典的边缘检测算子都没有这种特性。
小波变换的多尺度性表现在:当检测图像边缘的噪声较小时, 选择小尺度可以获得较丰富的边缘细节信息;当检测图像的边缘细节要求比较低时, 选择大尺度可以较好的排除噪声干扰。目前研究者提出的基于小波变换的图像分割算法大部分都是二进制小波变换, 此外还有多进制小波、小波框架、小波包三种变换。
3.2 基于模糊聚类分析的图像分割技术
聚类法就是将图像中的每一个像素划分到不同的类别中, 其关键点在于聚类准则的确定。而在图像分析时存在一定的不确定性, 所以引入了模糊集合的概念, 用隶属度表示图像的像素点属于某区域的程度。模糊概念能够避免过早的明确判断, 因此在之后的处理过程中就保留下来了尽可能多的有效信息。近年来运用最广泛的是基于模糊聚类分析[4]的图像分割技术, 即模糊C均值 (FCM) 技术, 它既可以分割灰度图像, 也可以分割彩色图像。但模糊聚类具有运算量大, 容易陷入局部最优、对初值敏感、需事先指定聚类个数等缺点。
3.3 基于图论的图像分割技术
基于图论的图像分割方法本质上是将图像分割问题转换为一个对无向加权图进行最优化的问题。其主要思想是将图像映射为一个加权无向图, 像素对应图的节点, 像素之间的相邻关系对应图的边, 像素特征之间的差异或相似性对应边上的权值, 然后利用图论中的成熟理论或算法对图像进行切割和组合。图论 (Graph theory) 中诸多成熟的经典算法又为这一类图像分割算法提供了有力的计算工具, 因此基于图论的分割算法近年来受到广泛关注。常见的基于图的分割方法[5]包括基于最小生成树 (Spanning tree) 的分割, 基于支配集 (Dominant set) 的分割和基于最小图割值 (Graph cut) 的分割等。
其中基于最小生成树的分割方法具有很大的优势, 它的主要优点在于能够获取图像的全局特征, 从而获得较理想的分割效果;此算法的计算速度非常快, 可以在线性时间复杂度内实现对图像的分割, 算法的结构和实现方法较简单, 能够方便的应用到一些特定的领域中, 并且可以与其它的分割方法相组合, 得到更好的分割效果。
4 结束语
本文就应用较多的几种图像分割技术进行了介绍和讨论, 由于图像的质量不同, 应用的领域不同, 彩色图像中颜色的分布不同以及图像结构特征的不同, 导致很难有一种通用的分割方法能够普遍适用于各种不同类型的图像。所以目前的研究主要致力于根据图像的具体情况来选择不同的方法进行组合, 针对各种可能存在的实际问题, 提出新的算法, 这也是图像分割在今后研究工作中的发展趋势。随着计算机技术和成像技术的不断发展能及各种新理论的应用和改进, 相信图像分割技术会不断地完善和成熟起来。
摘要：图像分割是图像处理中的一项关键的技术, 是目标识别和图像解释的前提, 多年来一直倍受关注。目前, 在图像分割领域里的分割方法众多, 但至今没有一种通用的方法。文章综述了近年来在图像分割技术中出现的常用方法及它们的优缺点, 并对图像分割技术的前景进行了分析及展望。
关键词：图像分割,边缘检测,图论
参考文献
[1]N.R.Pal, and S.K.Pal, "A review on image segmentation tech-niques, "Pattern Recognition, 1993.[1]N.R.Pal, and S.K.Pal, "A review on image segmentation tech-niques, "Pattern Recognition, 1993.
[2]章毓晋, 图像分割[M].北京:科学出版社.2001.[2]章毓晋, 图像分割[M].北京:科学出版社.2001.
图像匹配技术综述 篇10
1、图像匹配技术四要素
一般来看, 图像匹配可以作为四个要素的组成:特征空间、搜索空间、相似性测度和搜索策略。选取特征要考虑三点因素:首先, 选取的特征必须是原始图像和待匹配目标图像所共同具有的特征;其次, 特征集必须包含足够多的分布均匀的特征;再次, 所选取的特征要易于特征匹配的计算。搜索空间是在输入特征与原始特征之间建立的对应关系的可能的变换集合, 成像畸变的类型与强度决定了搜索空间的组成与范围。相似性测度的作用在于对从搜索空间中获取的一个给定的变换所定义的输入数据域参考数据之间的匹配程度的评估。搜索策略是指在相似性测度下达到最佳匹配的计算方式, 即采用合适的方法在搜索空间中找到平移、旋转等变换参数的最优估计, 使得相似性测度达到最大值。
2、图像匹配技术的分类
以往的图像匹配方法, 大致可以分为三类:基于特征点、灰度分布和频域。基于特征点的图像匹配技术是目前最常用的方法之一, 其最大的优点是能够将对整个图像进行的各种分析转化为对图像特征点的分析, 从而大大提高了运算的速度, 对图像偏移、旋转, 灰度变化等都有较好的适应能力。本文的主要工作是研究了这三类图像匹配方法, 分析各种方法的优缺点, 重点研究了基于特征的匹配方法。
2.1 基于特征点匹配方法
基于特征点匹配方法一般分为三个过程: (1) 特征点提取; (2) 利用一组参数对特征点作描述; (3) 利用特征点的参数进行特征匹配, 根据相似性原则对两幅图像中的特征点进行匹配。其最大的优点是能够将对整个图像进行的各种分析转化为对图像特征 (特征点、特征曲线等) 的分析, 从而大大减小了图像处理过程的运算量, 对灰度变化、图像变形以及遮挡等都有较好的适应能力。下面介绍三种基于特征点的匹配方法。
2.1.1 SUSAN特征点算法
SUSAN算法[1]的基本原理是通过以一个点为中心的局部区域内亮度值的分布情况来判断平滑区域、边缘及角点。如图1所示, 一个在图像上移动的圆形模板, 模板的中心称为核心, 它的位置有以下五种形式。图像一定区域的每个象素的亮度值与核心点的亮度值相比较, 把比较结果相似或相同的点组成的区域叫做USAN (单值分割相似核心) 。USAN区含有图像在某个局部区域的结构信息, 而大小反映了图像局部特征的强度。
SUSAN算子使用的是圆形模板来进行角点探测, 一般使用模板的半径为3-4个像元, 模板在图像上滑动, 在每一个位置求亮度相似比较函数, 并计算合计值, 就得到了USAN区域的面积, 而后再跟一个给定阈值进行比较。计算重心求出核到重心的距离, 对应正确角点, 若重心距离核较远, 就能以距离消除虚假角点的影响。最后使用非最大抑制 (No Max Suppression) 方法, 这样就可以找出角点。
近年来, Yu Song等人[2]提出了一种自适应阈值的检测算法, 解决了SUSAN算子对灰度细节丰富的图像检测效果不佳的问题。
2.1.2 SIFT特征点算法
SIFT特征点匹配算法[3]是David G Lowe在1999年提出的, 并于2004年总结了现有的基于不变量技术的特征检测方法的基础上, 提出的一种基于尺度空间的特征匹配算法[4]。SIFT特征匹配算法分四个步骤来实现:一是尺度空间极值点求取, 二是特征点位置确定, 三是为关键点指定方向参数, 四是关键点描述子的生成。匹配的方法是:在获得第一幅图像的特征向量后, 将采样点的欧式距离作为相似性度量。取帧图像中某个关键点, 找出其与图像中欧式距离最近的前两个关键点, 在这两个关键点中, 如果最近的距离与次近的比值小于某个阈值, 则接收这一对匹配点。降低比例阈值, SIFT匹配点数目会减少, 但匹配更稳定可靠。G Yu和J M Morel[5,6]克服了拍摄倾角过大造成的仿射变换的影响, 提出了ASIFT, 确保了特征稳定性, 提高了鲁棒性。
2.1.3 SURF特征点算法
2006年, Herbert Bay[7]提出了SURF算法, 其整体思路同SIFT类似, 特征点检测理论也是基于尺度空间, 但在整个过程中采用了与SIFT不同的方法。首先, 在尺度σ上定义Hessian矩阵, 用该矩阵的行列式计算图像上特征点的位置和尺度信息。其次, 为保证旋转不变性, 确定特征点的主方向。以特征点为中心, 将坐标轴旋转到主方向, 将其划分成4×4的子区域, 在每个子区域形成四维分量的矢量, 对每一特征点会形成4× (4×4) =64维的描述向量, 再进行归一化, 从而对光照具有一定的鲁棒性。SURF在各方面的性能均接近或者超越了SIFT的性能, 但是计算速度却是SIFT的3倍左右。
2.2 基于图像灰度相关的匹配算法
基于灰度信息的图像匹配方法一般不需要对图像进行预处理, 而是利用图像本身具有灰度的一些统计信息来度量图像的相似程度。这类算法的性能主要取决于相似性度量及搜索的选择上, 其主要特点是实现比较简单, 但因为是基于像素的, 所以计算量比较大, 应用范围较窄, 不能直接用于校正图像的非线性变换。下面简单介绍几种经典的匹配算法, 大致可以分为三类:序贯相似度检测法、互相关法、交互信息法。
2.2.1 序贯相似度检测匹配法
1972年, Barnea等人根据传统相关方法提出了一种为之有效的算法SSDA[8], 从而得到很好的效果。这种算法在两方面有了显著的改进, 一是简化计算, 利用图像f和模板T之间的差值来表示变化。与相关法相比处理效果差不多, 同时显著的提高了运算速度。二是改进使用了一种序列搜索的策略, 由检测范围和模板大小定义了一系列窗函数和阈值, 而每一个窗函数作用到图像中, 当相似性超过阈值后, 就进行次数累加, 而后在次数最多的窗口里进行匹配, 重复迭加细化直至得到所需要的结果。近年来, 人们对该算法提出了很多的改进, Shi等人[9]基于特征提出强角点算子引导SSDA匹配方法, 使其能更好的满足匹配的要求。
2.2.2 互相关法
1982年, Rosenfeld提出的互相关法[10]。它像是一种相似性度量或者匹配程度的表征, 而不是一种图像匹配的完整方法, 但是把互相关的思想作为度量测度, 在许多匹配算法里都会用到。
对于一幅图像f (x, y) 和相对于图像较小尺度的模板T, 归一化二维交叉相关函数C (u, v) 表示了模板在图像上每一个位移位置的相似程度:
如果除了一个灰度比例因子外, 图像和模板在位移 (i, j) 处正好匹配时, 交叉相关函数就在C (i, j) 出现峰值。这时, 交叉相关函数有否归一化是必须注意的, 否则相似度的度量将会受到局部图像灰度影响。A.Roche等人[11]的改进算法能够较好的解决噪声的问题, 而且计算速度也提高不少。
2.2.3 交互信息法
1995年, Viola等人[12]把互信息引入图像匹配的领域, 交互信息是基于信息理论的相似性准则。这种图像匹配方法是假设A、B是两个随机量, 交互信息量是这两个随机变量之间统计相关性的量度, 或者是一个变量包含另一个变量的信息量的量度, 其意义与信息论中相同, 互信息量表示了两幅图像的统计依赖性, 它的关键思想是:如果两幅图像达到匹配, 它们的交互信息量达到最大值。因此, 作为图像间相似性的量度, 该方法是近些年来医学图像匹配研究领域中使用最多的一种方法。在此基础上, Maes等人[13]进行了全面的研究, 将匹配精度提高到亚像素级。
2.3 基于变换域的图像匹配的方法
基于变换域的图像匹配方法最主要就是傅里叶变换方法, 还有基于Gabor变换和基于小波变换的匹配。这些匹配方法主要有以下一些优点:对噪声不敏感, 检测结果不受光照变化影响, 图像的平移、旋转、镜像和缩放等变换在变换域中都有相应的体现。这里重点介绍傅里叶变换方法, 该方法有成熟的快速算法并且易于硬件实现。算法是考虑两幅图像I1 (x, y) 和I2 (x, y) 之间存在一个平移量 (dx, dy) , 即:
对其进行傅里叶变换, 在频域上1F与2F有下面的关系:
上式说明两幅图像变换到频域中幅值相同, 但有平移量有一个相位差, 这就是说两幅图像的相位差由图像间的平移量直接决定。根据平移定理, 这一相位差等于两幅图像的互功率谱的相位谱:
上式的右边部分为一个虚指数, 对其进行傅里叶逆变换会得到一个冲击函数, 其只有在峰值点也就是平移量 (dx, dy) 处不为零, 这个位置就是所需求的匹配位置。张锐娟等人[14]结合四元数理论, 提出一种基于四元数傅里叶变换的亚像素相位相关法, 能够稳定快速的实现匹配。
3、图像匹配技术算法的性能评价指标
对匹配技术算法的性能评估, 在这方面West[15]等总结了人们对匹配效果评价所做的许多工作。算法首先要进行性能界定, 也就是说将图像匹配问题视为参数估计的问题, 运用参数估计的理论和方法得到图像匹配可以达到的最好的性能。算法的性能评价指标主要有:准确性、鲁棒性、实时性等, 然而, 在不同的环境中用相同的匹配算法, 却会有不同的评价指标, 但总的评价准则只有一条:在实际应用中是否达到要求, 性能是否优于以前的方法。
但是, 完美的匹配算法是不存在的, 每种算法都有其适用环境, 这样才能使每次匹配操作能够做到最好, 发挥算法的最好性能。
4、图像匹配技术的研究方向和热点
图像匹配算法经过国内外学者的共同努力, 已经取得了很大的进展, 各类算法相继出现, 但是由于实际情况复杂多变, 现有算法总是存在一些不足, 目前在以下几个方面值得深入的研究:
(1) 当匹配图像中物体存在遮挡, 或者是特征点均匀性不是很好的时候, 提取特征要不不容易获取, 要不就是不可靠, 这可由粗到精的分析图像数据, 从全局匹配到局部匹配, 提高了匹配运算精度。因此, 研究基于非均匀性图像的匹配算法是很有必要的, 也是当今研究的方向和热点。
(2) 匹配算法的复合研究。前文介绍的匹配方法都有各自的优缺点, 如果能综合利用它们的优点将会取得更好的匹配结果, 将多个特征和算法相互融合, 以克服单个算法的局限性, 提高匹配的适应性。
(3) 研究基于遗传算法、神经网络和人工智能等方法相结合, 组成系统模型, 用来实现多目标的人工智能神经网络的匹配处理, 具有强大的记忆、选择、识别和学习的能力。
5、结语
数字图像秘密分享技术的研究 篇11
关键词：秘密分享；数字图像
中图分类号： TP309 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）36-196-2
1 绪论
秘密分享的概念最早是由Shamir和Blakley于1979年提出的方法，并给出了一个（r，n）门限分享解决方案。此后人们又相继提出了多种秘密分享算法，但这些方案存在不足之处，在于：一次秘密分享过程只能分享一个密钥，在秘钥重构中，参与者的秘密份额随之暴露。再次分享秘密时，分发者必须为参与者重新分配新的秘密份额。因此提出了的门限多秘密分享，并将秘密分享技术应用到图像领域。
图像秘密分享是将秘密分享技术应用到图像上，从而实现图像的秘密分享。2004年，Lin和Tsai提出了一种运用（r，n）门限图像秘密分享方案，该方案加入了奇偶校验可检测是否信息被篡改，但该方案所产生的影子图像较大，不利于存储和传输。目前图像秘密分享方案已经成为秘密分享领域的研究热点，但现存的图像秘密分享方案仍然存在一些需要解决的问题。首先，成员间的不信任是设计秘密分享方案时需要着重考虑的问题之一，然而大部分现有的方案均未有效解决这一问题。其次，在处理图像的部分灰度图像时，需要一种有效的无质量损失图像秘密分享方法。目前，应用最广泛的图像秘密分享方案是（r，n）门限分享方法，如何构造更完善的图像秘密分享方案是本文的研究重点。
2 数字图像秘密分享
秘密图像分享，基本原理是利用（r，n）门限秘密分享的方法来实现图像之间的秘密分享，是在秘密分享方法上发展起来的一种新的密码学应用的研究领域。秘密图像分享主要完成的是图像的分发与恢复，在一些以图像为传输载体的应用领域有一定的实际应用价值。
2.1 数字图像秘密分享算法
因为数字图像的灰度值是 （0—255），直接使用（r，n）门限方案将会导致浪费大量内存空间。为了解决这个问题，节约内存，本文提出一种基于Shamir的（r，n）门限方案的新方法，可大大减小分享图像的大小。该方案分为两个步骤：秘密分享步骤和秘密重建阶段。第一步，需要由秘密分发者分发秘密，第二步，重建需要的合法子图像完成。在本方法中，用于产生n个影子图像的是秘密图像，任意能够重构秘密图像的r个或更多的子秘密图像，就是影子图像； r-1个或更少的子秘密图像无法获得足够信息来重构秘密图像。
2.1.1 秘密分享阶段
若把秘密图像S分割成n个影子图像，该秘密数据S可以通过r个或多于r个的影子图像来重建。在本方法中，取r个系数来产生r-1项多项式。因此本方法和Shamir的方法的主要区别在于本方法并不采用随机系数应用于公式中。
在256级灰度图像中每一个像素的灰度值在0到255之间，对于秘密图像的每个影子图像接收其中一个有序生成的像素数值，每个影子图像的大小是秘密图像的1/r。该秘密的分享阶段步骤如下：
①使用一键生成一个序列来置乱秘密图像的像素；
②按顺序取出置乱图像的r个尚未分享的像素以形成一个部分；
③用第二步中生成的部分来生成n个影子图像的n个像素；
④重复第三步和第四步直到置乱图像的所有像素都处理完。
2.1.2 秘密重建阶段
因为构造的是（r，n）门限秘密分享方案，所以只要n个参与者他们持有的子秘密大于等于r个子分量，就可以恢复原始的秘密图像。
步骤如下：
①r个影子图像中，每个图像取出第一个未使用的像素；
②对置乱图像进行逆置乱操作来得到秘密图像。
2.2 图像秘密分享的性能讨论
本方案是基于（r，n）门限秘密分享方案，只要少于r个子密钥就恢复原始图像； r个或多于r个合作者才能够用这r个子密钥重构得出恢复图像。
这里来证明任何小于等于r-1个的子秘密将无法得到用于恢复秘密的信息。对于一个512×512的秘密图像，将有512×512/r个部分，即有512×512/r个多项式{fj（x）}1≤j≤512×512/r。为了计算出多项式fj（x）中的r个像素a0-ar-1，需要r个方程。假设只有r-1个影子图像，即只有f1（x1），f1（x2），…，f1（xr-1）则只能建立r-1个方程，由于图像被分成许多部分，每个部分有r个像素，每个部分的n个输出像素按顺序分配到n个影子图像中。对于秘密图像的每个部分，每个影子图像接收其中一个生成的像素，所以每个影子图像的大小是秘密图像的1/ r。因而，本方案大大减小了影子图像的大小，便于存储和传输。
3 实验
基于上述内容，采用分享一副图像的（2，4）方案，做了图像仿真。在实验中，取图两幅子秘密图像（即影子图像）用于恢复秘密图像。图3-2是用于分享的秘密图像，图中的3-2（d）和3-2（e）两幅子秘密图像（即影子图像）用于恢复秘密图像。图3-1中（a）是用于分享的秘密图像，（b）是置乱图像，图3-2中（c）、（d）、（e）、（f）是子秘密图像，3-2中（g）是恢复图像。可以看到，恢复图像几乎和秘密图像完全相同。由于秘密图像像素的灰度值均在250之内，所以恢复图像几乎不存在不合适的质量损失。
4 总结
本文对Shamir的（r，n）门限秘密分享的基本原理及数字图像秘密分享方案的内容作了较为全面的分析。但在数
字图像分享领域直接使用 （r，n）门限分享影子图像将与
原秘密图像一样大小，不便于存储和传输。占用大量的内存。
高清解析处理图像技术 篇12
该项目以核心技术“劣化影像还原技术”为依托, 开发和销售以下产品:
(1) 将劣质图像 (影像) 进行还原处理的高性能图像还原软件及设备;
(2) 运用“斑点检测法”检测LCD (液晶显示屏) 斑点的设备;
(3) 利用图像还原技术处理相片及动画的软件;
(4) 此外, 还开发销售运用了数学理论的加密软件。
本技术不仅可以应用于科学研究, 还可广泛应用于航天航空、宇宙开发、医疗、生化、IT半导体产业等诸多领域, 也可运用于刑侦等特殊领域。市场前景极佳。