生物特征圖像的高效圖像安全編碼研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展帶來了信息共享、信息交流的時(shí)代，與此同時(shí)，隨著指紋識(shí)別、掌紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、人臉識(shí)別技術(shù)的研究和發(fā)展，生物特征圖像識(shí)別技術(shù)依據(jù)生物特征普遍性、唯一性的特點(diǎn)，在軍事、生物醫(yī)療、政治等對(duì)信息安全要求極高的領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。生物特征圖像以常規(guī)數(shù)字圖像的方式進(jìn)行信息存儲(chǔ)，因而其所占用存儲(chǔ)空間大。由于傳輸帶寬和存儲(chǔ)空間有限，且有關(guān)生物特征圖像的數(shù)據(jù)信息在傳輸?shù)倪^程中可能存在被破解權(quán)限、竊取密碼的風(fēng)險(xiǎn)。因此，本文結(jié)合圖像壓縮和圖像加

2、密技術(shù)，能夠保障解密重構(gòu)后圖像不失真的同時(shí)，降低密文的存儲(chǔ)空間，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物特征圖像高效地加密，進(jìn)而保障其信息的安全性。同時(shí)我們?cè)趯?duì)圖像進(jìn)行壓縮的過程中完成對(duì)圖像的加密，能夠契合現(xiàn)代科技高速、高效的需求。
　　本文主要研究壓縮感知過程，針對(duì)生物特征圖像實(shí)現(xiàn)結(jié)合壓縮感知過程的加密算法進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)生物特征圖像加密和信息保護(hù)，保障密文解密重構(gòu)后的圖像質(zhì)量高，從而降低對(duì)后續(xù)生物識(shí)別技術(shù)精確度影響。本文主要從以下兩大方面進(jìn)行研究:

3、　　(1)我們提出一種基于對(duì)偶樹復(fù)小波變換的壓縮感知的生物特征圖像加密算法。采用對(duì)偶樹復(fù)小波變換對(duì)圖像稀疏表示，能夠克服傳統(tǒng)離散小波變換平移敏感性及缺乏方向敏感性的缺點(diǎn)，增強(qiáng)圖像的紋理信息和邊緣信息，變換系數(shù)更具有稀疏性。采用噪聲整形算法，最大限度地削弱非零變換系數(shù)的個(gè)數(shù)以及聚集變換系數(shù)高頻部分的能量，從而達(dá)到減少小波系數(shù)降低冗余的目的。從仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn):選用對(duì)偶樹復(fù)小波變換比離散小波變換的解密重構(gòu)出的圖像質(zhì)量高，同時(shí)噪聲整形算法

4、對(duì)提升圖像質(zhì)量有明顯的效果，基于Fibonacci置亂次數(shù)作為一個(gè)關(guān)鍵密鑰，能夠增強(qiáng)加密算法安全性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)密文更加均勻分布。
　　(2)針對(duì)噪聲對(duì)重構(gòu)后圖像質(zhì)量影響較大的問題，我們?cè)趬嚎s感知加密算法中融入高魯棒性的雙隨機(jī)相位編碼技術(shù)，同時(shí)為了擴(kuò)大密鑰空間及增強(qiáng)算法的安全保密性，選擇對(duì)初始值敏感的混沌系統(tǒng)用于生成測(cè)量矩陣。經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):密文以平穩(wěn)的白噪聲的形式輸出，而密文的灰度直方圖呈現(xiàn)高斯分布，能夠抵御密文統(tǒng)計(jì)攻擊。該算法