本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)JPEG-LS的圖像壓縮加密算法研究

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

【摘要】：近年來,隨著數(shù)字圖像和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)圖像的要求也越來越高,不僅要求圖像具有較高的重建質(zhì)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(duì)圖像進(jìn)行壓縮和加密。連續(xù)色調(diào)靜態(tài)圖像的無損或近無損壓縮標(biāo)準(zhǔn)(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(jié)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(xì)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(duì)圖像壓縮比和重建圖像質(zhì)量影響的基礎(chǔ)之上,首先對(duì)光柵掃描的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行因果模型的梯度處理,然后比較梯度值與Near的是大小關(guān)系以決定進(jìn)入游程模式還是進(jìn)入常規(guī)模式,同時(shí)對(duì)三維Lorenz混沌系統(tǒng)生成的序列進(jìn)行隨機(jī)性處理,采用處理后的序列作為密鑰分別對(duì)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(shí)時(shí)壓縮比與目標(biāo)壓縮比并確定Near下標(biāo)值,以此下標(biāo)值查詢Near表,確定下一分塊中Near的初值。此過程通過對(duì)Near的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整和對(duì)碼流的加密,實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖像壓縮比的精細(xì)控制和圖像數(shù)據(jù)信息的保密。本文算法不但實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖像壓縮比的控制,而且重建圖像質(zhì)量比原來采用簡(jiǎn)單的線性映射方式對(duì)壓縮比進(jìn)行控制的方案提高了大約0.5dB；同時(shí)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(jì)攻擊等多種攻擊,而且加密對(duì)壓縮效率幾乎沒有影響。
【關(guān)鍵詞】：壓縮比控制 混沌系統(tǒng) 壓縮加密 抗攻擊 重建圖像質(zhì)量
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(yù)測(cè)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(biāo)準(zhǔn)介紹12-13
• 1.5.1 JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)12
• 1.5.2 JPEG-LS壓縮標(biāo)準(zhǔn)12-13
• 1.5.3 JPEG2000壓縮標(biāo)準(zhǔn)13
• 1.6 本文章節(jié)安排及研究?jī)?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(jié)26-27
• 3 基于改進(jìn)JPEG-LS圖像壓縮算法研究27-30
• 3.1 對(duì)失真控制參數(shù)Near的分析27-28
• 3.1.1 Near對(duì)編碼選擇的影響27
• 3.1.2 Near對(duì)差值量化的影響27
• 3.1.3 Near對(duì)圖像壓縮性能的影響27-28
• 3.2 對(duì)壓縮比進(jìn)行控制28-29
• 3.3 本章小結(jié)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(duì)圖像加密的優(yōu)點(diǎn)33
• 4.4 對(duì)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(biāo)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(guān)性分析35-36
• 4.6 本章小結(jié)36-37
• 5 仿真和性能測(cè)試37-50
• 5.1 壓縮比圖像的壓縮比與重建圖像質(zhì)量分析37-41
• 5.1.1 Near對(duì)輸出圖像質(zhì)量和壓縮比的影響37-39
• 5.1.2 實(shí)時(shí)分塊壓縮比對(duì)比39-40
• 5.1.3 對(duì)壓縮比進(jìn)行控制時(shí)的圖像質(zhì)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(jī)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(guān)性分析46-47
• 5.3 加密對(duì)圖像質(zhì)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(jié)49-50
• 6 總結(jié)和展望50-51
• 6.1 全文總結(jié)50
• 6.2 下一步工作展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 碩士期間發(fā)表的論文54-55
• 致謝55

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本文編號(hào)：833774