數(shù)字圖像因其能夠較為形象地傳遞信息而被廣泛應用于人們的生活中,并成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域重要的信息載體。然而,圖像的數(shù)據(jù)量龐大且存在冗余,同時存儲和傳輸過程中容易泄露信息。為了提高圖像數(shù)據(jù)的存儲、傳輸效率及安全性,對圖像進行壓縮和加密非常必要。將圖像的加密和圖像的壓縮結(jié)合在一起同步完成可以帶來設(shè)計上的靈活和計算上的簡化。同時,加密和壓縮混合完成,可以更好的保證安全性。然而,由于圖像加密是對圖像進行擴散和混淆,會破壞像素之間的相關(guān)性,而圖像的壓縮需要利用圖像的相關(guān)性以去除冗余。因此,二者之間存在明顯的矛盾。如何將二者的矛盾降低到最低限度,既能保證良好的壓縮性能,又能保證良好的加密效果,將二者很好的結(jié)合起來是一個十分有意義的課題。混沌作為一種自由度很高的非線性動態(tài)系統(tǒng),其良好的密碼學特性使得基于混沌的密碼系統(tǒng)具有良好的隨機性。同時,混沌運動所存在的確定性,令其在密碼領(lǐng)域容易實現(xiàn),計算代價較低,非常適合大數(shù)據(jù)量的圖像的加密處理。本文基于混沌理論,在圖像壓縮加密聯(lián)合研究上做了以下幾方面工作:（1）超混沌系統(tǒng)及偽隨機序列產(chǎn)生算法。混沌系統(tǒng)的理論研究是保證混沌加密算法安全性的前提,同時計算機精度的限制使得... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：179 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 混沌理論研究
        1.2.1 混沌定義與動力學特征
        1.2.2 混沌運動的分析方法
        1.2.3 混沌密碼學
    1.3 圖像壓縮編碼技術(shù)研究
        1.3.1 統(tǒng)計編碼
        1.3.2 面向變換域的圖像編碼
        1.3.3 預測編碼
    1.4 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 基于混沌的圖像加密技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.4.2 圖像壓縮技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.4.3 圖像壓縮加密聯(lián)合技術(shù)研究現(xiàn)狀及分析
        1.4.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀存在問題分析
    1.5 評價方法與評價指標
        1.5.1 安全性能評價
        1.5.2 壓縮性能評價
        1.5.3 運行效率評價
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 超混沌系統(tǒng)構(gòu)造及偽隨機序列產(chǎn)生算法
    2.1 引言
    2.2 超混沌系統(tǒng)構(gòu)造及分析
        2.2.1 超混沌系統(tǒng)構(gòu)造
        2.2.2 超混沌系統(tǒng)性能分析
    2.3 基于超混沌的偽隨機序列產(chǎn)生算法
        2.3.1 基于超混沌的偽隨機序列產(chǎn)生
        2.3.2 基于超混沌的偽隨機序列性能分析
    2.4 超混沌密碼在多種格式圖像加密中的應用
        2.4.1 整體方案設(shè)計
        2.4.2 加密設(shè)計
        2.4.3 身份校驗設(shè)計
        2.4.4 實驗結(jié)果與安全性分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 圖像有損壓縮加密聯(lián)合算法研究
    3.1 引言
    3.2 基于DCT圖像壓縮加密聯(lián)合算法研究
        3.2.1 DCT原理
        3.2.2 整體方案設(shè)計
        3.2.3 加密設(shè)計
        3.2.4 實驗結(jié)果與安全性分析
    3.3 基于曲波變換的圖像壓縮加密聯(lián)合算法研究
        3.3.1 整體方案設(shè)計
        3.3.2 基于曲波變換的壓縮設(shè)計
        3.3.3 加密設(shè)計
        3.3.4 實驗結(jié)果與安全性分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于IWT和 SPIHT的圖像無損壓縮加密聯(lián)合算法研究
    4.1 引言
    4.2 IWT和 SPIHT原理
        4.2.1 整數(shù)小波變換
        4.2.2 SPIHT編碼
    4.3 方案總體框架
        4.3.1 Zp上的逆操作
        4.3.2 小波系數(shù)加密
        4.3.3 安全SPIHT編碼
        4.3.4 SPIHT碼流加密
    4.4 實驗結(jié)果與安全性分析
        4.4.1 實驗結(jié)果
        4.4.2 壓縮性能分析
        4.4.3 安全性能分析
        4.4.4 計算復雜度和效率分析
        4.4.5 無損恢復測試
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于CALIC的圖像無損壓縮加密聯(lián)合算法研究
    5.1 引言
    5.2 CALIC算法原理
        5.2.1 梯度自適應預測器
        5.2.2 上下文選擇和量化
        5.2.3 預測誤差的上下文建模
        5.2.4 二進制模式
    5.3 方案總體框架
    5.4 加密設(shè)計
        5.4.1 明文像素加密
        5.4.2 熵編碼碼流加密
        5.4.3 GAP預測值與最終殘差加密
    5.5 實驗結(jié)果與安全性分析
        5.5.1 實驗結(jié)果
        5.5.2 壓縮性能評估
        5.5.3 安全性能分析
        5.5.4 算法容錯性分析
        5.5.5 計算復雜度和效率分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種結(jié)合JPEG壓縮編碼的彩色圖像加密算法[J]. 肖迪,謝沂均.  物理學報. 2013(24)
[2]小波變換和SHA-1相結(jié)合的圖像壓縮加密[J]. 李園園,張紹武.  中國圖象圖形學報. 2013(04)
[3]一種混沌密碼序列周期特性檢測新方法[J]. 鄭艷斌,宋煜,杜寶祥,潘晶,丁群.  物理學報. 2012(23)
[4]對“一種超混沌圖像加密算法的安全性分析及其改進”的選擇明文攻擊[J]. 俞斌.  計算機應用研究. 2013(02)
[5]Logistic映射控制的安全算術(shù)編碼及其在圖像加密中的應用[J]. 代才莉,包萬宇.  重慶大學學報. 2012(08)
[6]基于SPIHT的圖像加密與壓縮關(guān)聯(lián)算法[J]. 楊華千,廖曉峰,Kwok-Wo Wong,張偉,韋鵬程.  物理學報. 2012(04)
[7]受控Rabinovich系統(tǒng)的超混沌系統(tǒng)[J]. 劉永建.  控制理論與應用. 2011(11)
[8]一種新的Rossler混沌序列圖像加密算法[J]. 鄧玥,王光義,袁方.  杭州電子科技大學學報. 2011(05)
[9]新型數(shù)字混沌密鑰序列發(fā)生器的周期擴展方法及實現(xiàn)[J]. 丁群,王路.  儀器儀表學報. 2011(10)
[10]一種超混沌圖像加密算法的安全性分析及其改進[J]. 王靜,蔣國平.  物理學報. 2011(06)

博士論文
[1]混沌系統(tǒng)的魯棒性研究及在圖像加密中的應用[D]. 韓丹丹.北京科技大學 2016
[2]混合時空混沌模型在混沌密碼學中的應用研究[D]. 張盈謙.大連理工大學 2015
[3]基于超混沌的數(shù)字加密及復雜網(wǎng)絡同步技術(shù)研究[D]. 劉鵬.吉林大學 2011
[4]混沌偽隨機序列及其應用研究[D]. 韋鵬程.重慶大學 2008
[5]無線微傳感器網(wǎng)絡混沌加密理論及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳帥.重慶大學 2006
[6]遙感圖像信息系統(tǒng)的設(shè)計與分析[D]. 羅睿.解放軍信息工程大學 2001

碩士論文
[1]聯(lián)合圖像壓縮和加密技術(shù)研究[D]. 吳燕.南昌大學 2013



本文編號：3150004