图像是各种图形和影像的总称,是客观对象的一种相似性的、生动性的描述或写真,它构成了一个形象的思维模式,有助于我们学习、思考问题。二十一世纪是一个充满信息的时代,图像作为人类感知世界的视觉基础,是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。数字图像处理,又称影像处理,即用计算机对图像进行处理、分析,以达到所需结果的技术。数字图像处理是指用工业相机、摄像机、扫描仪等设备经过拍摄得到的一个大的二维数组,该数组的元素称为像素,其值就是灰度值。图像处理技术一般包括图像压缩,增强和复原,匹配、描述和识别等。随着科学技术的不断发展,数字图像处理已经成为了一个研究热点,并且在日常生活中得到了广泛的应用。对数字图像的了解一般是从图像分析开始的。数字图像分析的常用方法很多：首先,了解一幅图像的格式(如BMP、JPG等)、类型(如二值图像、彩色图像)、大小(图像的宽和高)等基本信息,先对图像有一个初步的了解；然后,开始接触图像的内部信息,一般采用灰度直方图的方式,直观的柱状图形象的表示出该图内部的所有数据。对图像分析之后,就可以根据个人需求对图像进行处理通常情况下,常用的图像处理技术有图像边缘检测、图像压缩、图像水印、图像加密、图像分割等；确定处理目标后,选择处理过程中用到的算法,该算法可以是经典算法,也可以是自己改进后的算法。得到处理结果后,可对结果图像进行分析,并与原始图像的数据进行比对,查看是否达到预期的目标。而在对图像处理的过程中,会遇到一些噪声攻击,比如高斯白噪声、椒盐噪声等,尤其是对图像进行加密后,该图像常常碰到一些压缩攻击、几何攻击等,将各类攻击的影响降到比较小的程度,也成为了数字图像处理的一个重要研究方向。本文首先提出了一种数字图像加密和解密的算法,该算法是在Arnold置乱算法和3DES加密算法的基础上进行了改进,并且保留了原有算法的优势,增大了密钥空间。然后,本文研发了数字图像处理演示系统。该系统主要应用于教学领域,辅助数字图像处理课程的讲授,将理论与实践相结合,改善枯燥的理论教学环境,活跃课堂氛围,增强学生兴趣。该系统采用Microsoft Visual studio 2010为开发平台,C#为开发语言,生成的应用程序可在常用的Windows系统下直接运行,应用范围比较广。从总体上来说,该系统的主要功能可以分为三部分：图像分析功能、图像攻击功能、图像处理功能。图像分析功能主要包括：灰度直方图、线性点运算等；图像攻击功能以添加噪声为主,包括高斯白噪声和椒盐噪声；图像处理功能则范围比较大：直方图拉伸和均衡化、LSB混沌和图像水印、Patchwork水印、Haar小波水印、3DES图像加密等。整个系统的设计注重基础性与代表性,选取的算法均是各个领域中的经典算法,有助于数字图像处理理论的学习。