基于SPIHT的圖像部分加密方法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，圖像的數(shù)據(jù)安全問題越來越受到人們關(guān)注。以前，人們常常利用傳統(tǒng)的文本加密方法加密圖像的所有數(shù)據(jù)，但由于圖像數(shù)據(jù)量大，這種方法的加密效率很低。在圖像壓縮技術(shù)成熟之后，又出現(xiàn)了加密全部壓縮數(shù)據(jù)的圖像加密方法，加密效率有較大提高。然而，在實(shí)時加密要求下，圖像的壓縮數(shù)據(jù)量仍然較大。為此，近年來出現(xiàn)了僅加密壓縮編碼的部分重要數(shù)據(jù)的圖像部分加密方法，成為同時滿足安全性和實(shí)時性的有效加密方案。 本文在現(xiàn)有圖像

2、加密方法的基礎(chǔ)上，深入研究了基于小波壓縮編碼分層樹集合劃分(Set Partitioning in Hierarchical Trees，SPIHT)的圖像部分加密方法，旨在既提高圖像加密效率，又保障圖像數(shù)據(jù)安全性。SPIHT編碼是一種嵌入式位平面編碼，編碼數(shù)據(jù)由六類數(shù)據(jù)組成，編碼數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的前后關(guān)聯(lián)性，而且不同類型數(shù)據(jù)也有很強(qiáng)的相關(guān)性，在解碼中所起的作用也各不相同。通過理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其中兩類數(shù)據(jù)不但代表了圖像的主要數(shù)據(jù)，而

3、且直接影響其他數(shù)據(jù)的意義和解碼。因此，本文將這兩類數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，實(shí)現(xiàn)了一種灰度圖像的部分加密方法，并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種方法的有效性。由于彩色圖像壓縮編碼CSPIHT是灰度圖像壓縮編碼SPIHT的延伸，即它們具有相似的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，本文在灰度圖像部分加密方法基礎(chǔ)上提出了彩色圖像的部分加密方法。 此外，本文基于SPIHT提出了盲源分離加密的一種改進(jìn)方法，能夠消除傳統(tǒng)盲源分離不能直接分離相關(guān)源信號和輸出幅度不確定等缺陷。主要依據(jù)是SP

4、IHT編碼能夠大大降低圖像間的相關(guān)性，避免了相關(guān)性對盲源分離效果的影響。而且，由于SPIHT編碼輸出是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，很容易利用門限值將盲源分離解密輸出數(shù)據(jù)還原為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，從而避免了幅值不確定性對分離效果的影響。仿真實(shí)驗(yàn)和性能分析結(jié)果表明，這種改進(jìn)方法解密圖像的峰值信噪比不受盲源分離性能影響，而是由SPIHT的壓縮率決定。 最后，為將圖像部分加密技術(shù)推向?qū)嶋H應(yīng)用，本文基于VC實(shí)現(xiàn)了灰度圖像部分加密軟件，仿真測試結(jié)果表明了軟件的正確