针对医学图像中嵌入水印信息造成的鲁棒性与透明性的不平衡问题，提出了一种面向医学图像的篡改检测双重水印算法。首先，采用Sine-Cubic混沌映射加密算法将Sine映射与Cubic映射进行线性耦合，利用得到的混沌序列对版权图像进行加密。其次，对载体图像进行小波变换，并对低频子带进行安全区域划分，根据安全区域内子块熵值将医学图像划分为感兴趣区域（ROI）和非感兴趣区域（NROI）。同时，通过提取ROI的稳定特征与加密的版权构造鲁棒的零水印。最后，将零水印嵌入医学图像NROI子块Schur分解的上三角矩阵最大系数中，同时记录嵌入水印后的最大系数用于篡改检测。实验结果表明：所提水印算法具有不可感知性、鲁棒性和安全性，同时可以准确地定位被篡改的含水印区域；与其他水印算法相比，所提双重水印算法在鲁棒性和算法效率上均有很大的提升。

针对传统室内可见光定位精度较低、基于神经网络的室内可见光定位收敛速度慢且泛化能力弱等问题，提出一种结合基于Circle混沌映射的优化麻雀搜索算法-极限学习机（ISSA-ELM）神经网络和接收信号强度指示（RSSI）的室内可见光定位方法，在考虑天花板、墙壁和地板反射作用的情况下，将每个参考点处的RSSI和光电探测器的真实位置坐标作为训练集数据，对优化后的ISSA-ELM神经网络模型进行训练，建立室内可见光定位预测模型，并利用测试集对定位模型进行测试。仿真结果表明，优化后的ISSA-ELM神经网络的训练时间为0.0454 s，平均定位时间为3.5 ms，在5 m×5 m×3 m的室内环境，对位于0、0.5、1.0、1.5 m高度参考点的平均定位误差分别为1.01、1.14、1.36、3.87 cm，相比极限学习机（ELM）神经网络的定位精度分别提高了20.47%、19.72%、37.91%、42.32%。因此，所提的室内可见光定位方法具有定位速度快、定位精度高、系统性能稳定等优点。

为了提高图像的加密效率和安全性，提出一种基于指纹密钥的光学双图像加密方法。首先，两幅待加密图像分别经置于输入平面和Gyrator变换域平面的两块指纹随机相位板的调制后，再经1次Gyrator变换，然后将Gyrator变换后的结果合成为一幅复振幅图像。最后，对得到的复振幅图像进行相位截断和振幅截断操作，得到加密图像和两个相位密钥。解密时，指纹、振幅截断得到的相位密钥、混沌系统的初值和控制参数、Gyrator变换参数均可作为解密过程中的密钥。在所提方法中，由于密钥与用户身份关联，加密系统的安全性得以进一步提高。此外，由于无需传输相位板密钥，密钥管理更为便捷。数值模拟结果表明，所提加密方法切实可行，具有较高的安全性和鲁棒性。

针对综合模块化航电(IMA)架构双层调度中的资源分配问题, 提出一种基于混沌Logistic映射自适应NSGA-Ⅱ算法的双层资源分配方法。首先, 根据IMA架构任务调度及分区调度要求, 同时考虑资源分配均衡性因素, 分别构建分区资源分配模型和节点资源分配模型; 其次, 采用改进NSGA-Ⅱ算法对模型进行优化求解, 引入混沌Logistic映射生成初始种群, 提升初始种群的遍历性, 并采用自适应交叉、变异算子增强算法的搜索性能和收敛速度; 最后, 选取不同规模的算例进行实验, 结果表明, 所提方法能够有效解决IMA架构的资源分配问题, 提升分配效率并优化分配结果。

为保证部分具有重要价值的数字图像在不可信信道中传输的安全性, 本文设计了一种基于级联混沌映射和伪装图低位嵌入的图像隐写算法。该算法为置乱-混淆-低位嵌入结构。在置乱步骤中, 首先通过两个混沌映射的级联设计了一种新型的混沌映射并用其产生具有高度随机性的随机数序列, 然后随机数序列被用于数字图像的置乱, 生成置乱图。在混淆步骤中, 通过用户随机选择的伪装图与置乱图的与或操作来实现置乱图中像素值的混淆。最后, 在低位嵌入步骤中, 混淆步骤生成的图像按照两个位平面一组的规则被拆分成4份子图像并嵌入到伪装图的最低两位。在多个混沌映射性能指标的测试中, 本文所提出的级联混沌映射均表现优异。在图像安全性和性能分析实验中, 本文所提出的图像隐写算法表现出高度的安全性和极高的执行效率。

为了实现数字图像的分布式保密存储, 本文提出了一种图像加密-秘密分享算法。图像加密功能由Logistic映射和ICMIC映射串联构成的二维串联调制耦合映射(Two-dimensional cascade modulation coupling map, 2D-CMCM)产生的4个随机数序列控制图像的行/列置乱和扩散来实现。在已加密图像的秘密分享阶段, 使用基于拉格朗日多项式插值的(3,5)门限秘密分享算法, 将已加密图像分为5份秘密子图。解密者只有获取不少于3份的秘密子图及二维串联调制耦合映射的密钥才能实现原始明文图像的无损重建。在安全性分析实验中, 本文所提出算法显示出了高度的抗攻击性; 在可逆性分析实验中, 秘密子图被证实可以实现原始明文图像的无损重构; 在执行效率测试实验中, 本文所提出算法的高执行效率也得到了验证。经过一系列实验, 本文所提出算法的高度实用性得到了证实。

为了解决现有图像加密算法存在随图像尺寸变大导致加密时间迅速增加的问题, 采用基于logistic和Arnold映射的改进加密算法实现了快速图像加密算法的优化。该算法基于两种混沌映射对原文图像进行像素置乱和灰度值替代, 像素置乱是按图像大小选择以H个相邻像素为单位进行, 通过适当调整H的取值实现加密时间优化; 灰度值替代是利用Arnold映射产生混沌序列对置乱图像进行操作而得到密文图像。结果表明, 对于256×256的Lena标准图像, 加密时间降低到0.0817s。该算法具有密钥空间大和加密速度快等优点, 能有效抵抗穷举、统计和差分等方式的攻击。

为了扩展双图像光学加密算法的密钥空间, 克服双随机相位加密系统中随机相位掩模作为密钥难于存储、传输和重构的问题, 突破传统图像加密的研究思路, 提出了一种基于多混沌系统的双图像加密算法, 构造了光学加密系统。系统增加混沌系统参数作为密钥, 利用混沌加密密钥空间大和图像置乱隐藏性好的特点, 构建基于Logistic混沌映射的图像置乱算法, 利用Kent混沌映射生成的伪随机序列构造出一对随机相位掩模, 分别放置在分数傅里叶变换光学装置的两端, 图像经加密系统变换后得到密文。数值仿真结果表明,算法的密钥敏感性极高, 能够有效地对抗统计攻击, 具有较高的安全性。