基于壓縮感知和混沌的圖像魯棒性加密研究.pdf

1、21世紀(jì)是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的時(shí)代，這在為我們帶來(lái)很大便利的同時(shí)，如何確保信息的安全也成為全社會(huì)的關(guān)注點(diǎn)。數(shù)字信息在網(wǎng)絡(luò)上廣泛地進(jìn)行傳輸、存儲(chǔ)和處理，與人們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。數(shù)字圖像作為最直觀的信息載體，不同于普通的文本，有著它自己獨(dú)特的特點(diǎn)，在易受攻擊且不安全的傳輸網(wǎng)絡(luò)中要保證圖像的安全性就顯得十分重要。然而傳統(tǒng)的加密算法一般在考慮安全性的同時(shí)忽略了魯棒性，當(dāng)密文圖像經(jīng)過(guò)不安全信道受到篡改或者攻擊時(shí)，如果恢復(fù)的原始圖像

2、質(zhì)量能達(dá)到一定程度，在某些應(yīng)用中也是有價(jià)值的。因此，為了保證接收端在收到被破壞的密文圖像時(shí)仍然能較好地恢復(fù)原圖像信息，就有必要研究能夠抵抗各種攻擊的魯棒性加密算法。由于混沌和壓縮感知理論良好的特性為圖像的魯棒性加密研究帶來(lái)了新的契機(jī)。
　　本文圍繞基于壓縮感知和混沌的圖像魯棒性加密研究，完成的主要工作包括：
　?、傺芯苛嘶煦缋碚摶A(chǔ)、壓縮感知理論基礎(chǔ)和圖像加密算法，對(duì)如何設(shè)計(jì)基于混沌和壓縮感知的魯棒性加密算法有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

3、通過(guò)對(duì)比其他算法的優(yōu)缺點(diǎn)，分析現(xiàn)今主要的魯棒性加密算法的特點(diǎn)，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。
　　②提出了一種基于混沌和壓縮感知的圖像魯棒性加密算法。該算法克服了傳統(tǒng)算法當(dāng)密文圖像被破壞時(shí)解密機(jī)制將無(wú)法完全恢復(fù)原始圖像或者需要通過(guò)高成本的軟硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的缺點(diǎn)。利用壓縮感知的重構(gòu)特性能很好地恢復(fù)遭受攻擊的加密圖像。首先對(duì)原圖像進(jìn)行離散小波變換為稀疏系數(shù)矩陣；再利用混沌映射生成測(cè)量矩陣，對(duì)稀疏系數(shù)進(jìn)行測(cè)量，得到測(cè)量值；接著對(duì)測(cè)量值量化為整數(shù)值，

4、利用混沌映射對(duì)量化后的測(cè)量值進(jìn)行進(jìn)一步加密，最后得到加密圖像。實(shí)驗(yàn)表明，提出的方案能夠滿(mǎn)足圖像的安全性并具備較好的魯棒性。
　?、厶岢隽艘环N基于壓縮感知的多聚焦圖像的融合和魯棒性加密算法。此方案能夠減少數(shù)據(jù)傳輸量并且能抵抗各種信道攻擊。首先，對(duì)多聚焦圖像通過(guò)基于小波分解的融合算法進(jìn)行圖像融合，產(chǎn)生全部聚焦的清晰圖像；其次，融合后的圖像再使用DCT進(jìn)行稀疏變換，對(duì)變換后的稀疏系數(shù)采用結(jié)構(gòu)隨機(jī)矩陣進(jìn)行測(cè)量，這在減少數(shù)據(jù)量的同時(shí)也對(duì)數(shù)據(jù)