基于混沌的圖像壓縮加密技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、由于數(shù)字信號采集技術(shù)的發(fā)展，圖像數(shù)據(jù)所攜帶的信息量越來越大，其在傳輸過程中的安全性以及占用的帶寬資源都是亟需考慮的問題。針對這一問題的有效手段即同時對圖像進行壓縮與加密。
　　針對低維混沌系統(tǒng)存在的低復(fù)雜度與安全性不高問題，本文通過分析現(xiàn)有高維混沌系統(tǒng)的生成方法，提出了一種新的設(shè)計四維混沌方程的方法，并對設(shè)計的混沌方程進行動力學(xué)分析，選取超混沌狀態(tài)下的混沌系統(tǒng)對彩色圖像進行加密。通過交叉存取混沌序列的不同二進制位來生成偽隨機序列，

2、并對偽隨機序列進行重用，可減少生成混沌序列的長度從而大大減少圖像加密的時間。在現(xiàn)有置亂與擴散算法的基礎(chǔ)上，文中提出基于行優(yōu)先擴散和列優(yōu)先擴散的兩輪擴散算法，能快速消除像素之間的相關(guān)性。利用帶參數(shù)的貓映射對圖像進行置亂，將其參數(shù)與混沌序列以及明文圖像相關(guān)聯(lián)，增大了破譯密文圖像的難度。在matlab中對算法進行實現(xiàn)，通過對其結(jié)果進行分析，可知文中提出的加密算法具有好的加密性能以及高的安全性，并且加密速度快。
　　為了既能確保圖像的信息

3、安全又能提高圖像的傳輸速率，結(jié)合文中提出的基于超混沌的圖像加密算法，本文以DCT字典對圖像進行稀疏表示為主線，根據(jù)對重建圖像質(zhì)量的需求，在壓縮的過程中從三個方面去嵌入加密算法以達到同時對圖像進行壓縮加密的目的：第一對分解后有效系數(shù)的位置信息做置亂操作，可消除當密鑰錯誤時仍能得到圖像的輪廓信息這一安全漏洞。并且將系數(shù)與其位置信息相分離，可破壞錯誤密鑰情況下塊內(nèi)像素之間的相關(guān)性；第二用混沌系統(tǒng)控制稀疏系數(shù)的表示，以達到對稀疏系數(shù)的加密；第三

4、對稀疏表示后的圖像數(shù)據(jù)進行加密，但不對信息塊的內(nèi)容做加密處理，這樣既可以確保數(shù)據(jù)的安全性，又可以保證當密鑰錯誤時，仍能對圖像進行恢復(fù)從而得到錯誤的圖像。文中通過對壓縮中三個步驟進行加密使得壓縮算法具有很高的安全性，通過實驗分析，壓縮加密算法具有好的壓縮性能。
　　本文通過對彩色圖像加密算法的研究，將其嵌入到圖像的壓縮算法中以實現(xiàn)對圖像同時進行壓縮加密，確保圖像的信息安全和傳輸速率。通過對算法實現(xiàn)結(jié)果進行分析，設(shè)計的加密壓縮算法具有