题目：基于改进Tangram算法的数字图像伪装方法

图像信息安全是目前的研究热点，传统的图像加密是将明文图像转换为无法辨识的密文图像，但与此同时也暴露了重要信息的存在，容易诱发攻击。解决这类问题，通常的做法是借助信息隐藏技术，将机密图像掩藏在公开的有意义掩体中，从而掩盖重要信息的存在性。同传统的信息隐藏不同，本文关注的是数字图像伪装，即将秘密图像通过变换的方法转换为与秘密图像无关却为有意义可辨识的公开图像。Tangram算法，也称七巧板算法，是目前少数几种公开的与数字图像伪装最为接近的图像变换方法，但现有的Tangram算法存在编码时间长、搜索代价高、等距变换数量少，且由像素值相同的平滑块变换为复杂块的纹理细节损失，和由像素值相同的平滑块恢复复杂块所带来的溢出问题，严重制约了此类算法的实际应用价值。

针对以上问题，本文所完成的工作如下：

1）针对传统Tangram算法编码时间长、搜索代价高等问题，提出了一种基于改进Tangram算法和2维双尺度矩形映射的数字图像伪装算法。同经典Tangram算法不同，所提方法是将秘密图像划分的小块作为字典，利用2维双尺度矩形映射确定秘密图像子块和公开图像子块之间的映射关系，将每个秘密图像子块按8个等距变换直接和对应位置的公开图像子块进行最小2乘法匹配，找到残差最小的等距变换小块所对应的匹配参数，从而将秘密图像伪装成公开图像。同现有方法相比，所提算法将传统Tangram算法的计算复杂度由 降低为 ，大大降低了编码时间，提高了计算效率。伪装图像视觉质量易于辨识，且重构密图视觉质量清晰。

2）针对传统Tangram算法中的等距变换数量少，且由像素值相同的平滑块变换为复杂块的纹理细节损失，和由像素值相同的平滑块恢复复杂块带来的溢出问题，提出了一种基于分块向量旋转的数字图像伪装算法。所提方法是将公开图像和秘密图像划分的子块扫描成向量，对秘密图像和公开图像的像素值相同的平滑块添加随机扰动，然后将秘密图像子块向量对应的循环右移向量，直接和对应位置的公开图像子块序列进行最小2乘法匹配，找到残差最小的循环右移步长和匹配参数，从而将秘密图像伪装成公开图像。同传统的Tangram算法相比，由于避免了全局匹配，实际编码时间远低于传统的Tangram算法。同基于改进Tangram算法和2维双尺度矩形映射的数字图像伪装算法相比，所提算法增加了等距变换数量，改进了匹配和恢复机制，从而进一步提高了伪装图像和重构图像的视觉质量。

3）结合所完成的研究工作，设计实现了基于 Java的图像伪装软件包，对该软件包所涉及的各个类及使用方法进行了说明，并给出具体的运行结果。