發(fā)布時間：2017-09-11 23:36

  本文關鍵詞：基于改進JPEG-LS的圖像壓縮加密算法研究

  更多相關文章： 壓縮比控制 混沌系統(tǒng) 壓縮加密 抗攻擊 重建圖像質量

【摘要】：近年來,隨著數(shù)字圖像和網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展,人們對圖像的要求也越來越高,不僅要求圖像具有較高的重建質量還要求圖像在傳輸過程中的數(shù)據(jù)信息不被泄露,這就需要對圖像進行壓縮和加密。連續(xù)色調靜態(tài)圖像的無損或近無損壓縮標準(Joint Photographic Experts Group-lossless Standard,JPEG-LS)在無損/近無損壓縮方面性能優(yōu)良,混沌系統(tǒng)生成的密鑰序列安全性較好,兩者結合起來既能提高圖像數(shù)據(jù)的傳輸效率,又能保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不被泄露。 為解決傳統(tǒng)圖像壓縮比控制不夠精細和低維混沌系統(tǒng)安全性不高等問題,本文提出一種基于壓縮比控制的壓縮加密算法。在深入分析了JPEG-LS算法中失真控制參數(shù)Near對圖像壓縮比和重建圖像質量影響的基礎之上,首先對光柵掃描的圖像數(shù)據(jù)進行因果模型的梯度處理,然后比較梯度值與Near的是大小關系以決定進入游程模式還是進入常規(guī)模式,同時對三維Lorenz混沌系統(tǒng)生成的序列進行隨機性處理,采用處理后的序列作為密鑰分別對游程模式、常規(guī)模式和全模式(游程和常規(guī))加密,最后比較分塊實時壓縮比與目標壓縮比并確定Near下標值,以此下標值查詢Near表,確定下一分塊中Near的初值。此過程通過對Near的實時動態(tài)調整和對碼流的加密,實現(xiàn)了對圖像壓縮比的精細控制和圖像數(shù)據(jù)信息的保密。本文算法不但實現(xiàn)了對圖像壓縮比的控制,而且重建圖像質量比原來采用簡單的線性映射方式對壓縮比進行控制的方案提高了大約0.5dB；同時本文算法保密性高,能夠有效抵抗熵攻擊、窮舉攻擊、差分攻擊、統(tǒng)計攻擊等多種攻擊,而且加密對壓縮效率幾乎沒有影響。
【關鍵詞】：壓縮比控制 混沌系統(tǒng) 壓縮加密 抗攻擊 重建圖像質量
【學位授予單位】：海南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP309.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 圖像壓縮研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 基于變換的圖像壓縮10
• 1.2.2 基于預測的圖像壓縮10
• 1.2.3 基于矢量量化的圖像壓縮10-11
• 1.3 壓縮圖像的加密研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 JPEG-LS研究現(xiàn)狀12
• 1.5 靜態(tài)圖像壓縮標準介紹12-13
• 1.5.1 JPEG壓縮標準12
• 1.5.2 JPEG-LS壓縮標準12-13
• 1.5.3 JPEG2000壓縮標準13
• 1.6 本文章節(jié)安排及研究內(nèi)容13-15
• 2 基于JPEG-LS圖像壓縮算法研究15-27
• 2.1 圖像壓縮理論介紹15-17
• 2.1.1 無失真編碼理論16
• 2.1.2 限失真編碼理論16-17
• 2.2 JPEG-LS算法介紹17-26
• 2.2.1 JPEG-LS算法主要編碼基本原理17-19
• 2.2.2 JPEG-LS編碼過程19-26
• 2.3 本章小結26-27
• 3 基于改進JPEG-LS圖像壓縮算法研究27-30
• 3.1 對失真控制參數(shù)Near的分析27-28
• 3.1.1 Near對編碼選擇的影響27
• 3.1.2 Near對差值量化的影響27
• 3.1.3 Near對圖像壓縮性能的影響27-28
• 3.2 對壓縮比進行控制28-29
• 3.3 本章小結29-30
• 4 混沌密鑰研究30-37
• 4.1 混沌的定義30-31
• 4.1.1 Li-yote的混沌定義30
• 4.1.2 Devancy的混沌定義30-31
• 4.2 混沌系統(tǒng)的發(fā)展31-32
• 4.2.1 一維混沌系統(tǒng)31
• 4.2.2 二維混沌系統(tǒng)31
• 4.2.3 三維混沌系統(tǒng)31-32
• 4.3 混沌序列加密原理32-33
• 4.3.1 混沌序列加密的可能性32-33
• 4.3.2 混沌序列的加解密過程33
• 4.3.3 混沌系統(tǒng)對圖像加密的優(yōu)點33
• 4.4 對Lorenz系統(tǒng)生成序列的處理及碼流加密33-34
• 4.5 加密安全性指標34-36
• 4.5.1 圖像直方圖34-35
• 4.5.2 明文敏感性35
• 4.5.3 密鑰敏感性和密鑰空間35
• 4.5.4 相鄰像素相關性分析35-36
• 4.6 本章小結36-37
• 5 仿真和性能測試37-50
• 5.1 壓縮比圖像的壓縮比與重建圖像質量分析37-41
• 5.1.1 Near對輸出圖像質量和壓縮比的影響37-39
• 5.1.2 實時分塊壓縮比對比39-40
• 5.1.3 對壓縮比進行控制時的圖像質量分析40-41
• 5.2 圖像加密及安全性能分析41-47
• 5.2.1 序列的隨機性及敏感性41-43
• 5.2.2 加密前后的直方圖分析43-44
• 5.2.3 明文敏感性分析44-45
• 5.2.4 密鑰空間及敏感性分析45-46
• 5.2.5 密文相鄰像素相關性分析46-47
• 5.3 加密對圖像質量的影響47-49
• 5.4 與其他壓縮加密算法比較49
• 5.5 本章小結49-50
• 6 總結和展望50-51
• 6.1 全文總結50
• 6.2 下一步工作展望50-51
• 參考文獻51-54
• 碩士期間發(fā)表的論文54-55
• 致謝55

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3 唐W

本文編號：833774