摘要：随着数字图像在网络传输中的广泛应用，图像信息安全问题日益突出。本文设计并实现了一种基于XOR位运算的图像加密解密系统，采用密钥图像对原始图像进行可逆加密，确保图像数据在存储和传输过程中的安全性。
项目概览
项目简介
系统采用Python语言开发，利用OpenCV库实现图像处理核心算法，基于PyQt5框架构建现代化图形用户界面。系统支持PNG、JPG、BMP等多种图像格式，具备密钥自动对齐、随机密钥生成、中文路径支持等实用功能。实验结果表明，该系统加密速度快、操作简便、界面友好，适用于个人隐私图像保护、敏感文档加密等应用场景，具有良好的实用价值和推广前景。
系统架构
本系统采用三层架构设计：**核心层**负责图像加密解密算法实现（ImageCrypter类，基于OpenCV和NumPy进行位运算操作），**界面层**提供用户交互界面（PyQt5框架实现的MainWindow类，包含三栏式布局和实时状态反馈），**资源层**管理测试样本和密钥图像（assets目录存储15个标准测试样本），各层通过清晰的接口解耦，确保系统的可维护性和可扩展性。
图1 系统架构图
技术创新
创新点1：密钥图像自动对齐机制
系统实现了密钥与原图尺寸的自动对齐算法，通过OpenCV的resize函数动态调整密钥图像至与原图完全一致的分辨率，无需用户手动裁剪或缩放密钥，解决了传统图像加密系统对密钥尺寸严格要求的问题，显著提升了系统的易用性和实用性，使得任意尺寸的图像均可作为密钥使用
创新点2：基于PyQt5的现代化交互设计
建立了基于面积比例、完整度、裂缝面积、轮齿异常和中空突出五个维度的缺陷综合判定模型。通过对比待检齿轮与标准模板的多个量化指标，实现了对缺陷的定量化评估。该机制不仅能够判断齿轮是否合格，还能准确定位缺陷类型和严重程度，为质量追溯和工艺改进提供了数据支撑。
创新点3：参数化可配置的检测系统
本系统设计了符合Material Design规范的三栏式可视化界面，集成实时日志系统、状态指示器、图像预览面板和色彩编码按钮，采用矢量图标绘制技术（无需外部图标文件）和高DPI适配方案，提供了专业级的用户体验，降低了非技术用户的使用门槛。
快速开始
运行 `pip install -r requirements.txt` 安装依赖后，执行 `python run.py` 即可启动系统。
环境要求
Python 3.7+ 环境，需安装 opencv-python >= 4.5.0、numpy >= 1.19.0、PyQt5 >= 5.15.0 三个核心库。
运行展示
图2 系统主界面
图3 随机密匙已生成
图4 密匙已保存
图5 图像加密已完成
图6 图片已保存
图7 图像解密已完成
项目资源
配套文件
包括完整的项目源代码、演示视频、运行截图，开箱即用。
项目信息
作者信息
作者：Bob (张家梁)
项目编号：IP-50-P
原创声明：本项目为原创作品
联系方式
开源协议
本项目采用AGPL-3.0开源协议，允许个人和组织自由使用、修改和分发代码，但基于本项目的衍生作品必须同样开源，且用于提供网络服务时需向用户提供完整源代码。本项目仅供学习研究使用，作者不对使用本项目产生的任何后果承担责任，使用者应遵守当地法律法规，合理合法使用本项目。如本项目对您的研究或工作有所帮助，欢迎引用并注明出处。
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