一种新的基于超混沌映射的图像融合加密算法

为了提高图像加密算法的安全性和加密效率,提出一种新的基于超混沌映射的图像融合加密算法。首先,利用Chen超混沌系统产生四条混沌序列,并对这四条混沌序列进行取小数部分、矩阵相乘及取索引值等变形处理;然后分别利用变形后的混沌序列对原始图像和密钥图像进行像素的位置置乱,接着用交换位平面和按位取反操作来扰乱其像素值;最后,执行加运算可得到加密图像。置乱程度和安全性分析表明,该图像融合加密算法具有较好的加密效果,较大的密钥空间和较强的密钥灵敏性,且可抗抵抗穷举攻击和统计攻击。     

基于DNA序列的彩色图像加密算法

结合混沌系统和DNA密码学,提出了一种基于DNA序列的彩色图像加密算法。该算法应用了DNA序列的加法、减法、异或运算,并且把彩色图像分解为位平面进行处理。首先对彩色图像位平面分解、DNA编码;然后对DNA平面置乱、DNA加法运算、DNA异或运算;最后进行DNA解码、位平面合并,得到密文图像。实验结果表明,原始图像加密后的图像类似噪声,加密后的直方图变得更平滑,对密钥有很高的敏感性,密文图像的随机性好,密文图像相邻像素之间相关性低。     

减少相邻位平面间冗余度的加密图像可逆信息隐藏

目的 针对现有的加密域可逆信息隐藏算法在对位平面压缩时未能充分利用位平面间的相关性的问题,为了降低位平面的压缩率从而提高嵌入容量,提出一种减少相邻位平面间冗余度的加密域可逆信息隐藏算法。方法 算法将图像进行分块并将块的位置进行置乱,置乱并未改变位平面的块内像素的相关性,使得位平面的块同样利于压缩。将块置乱后的图像的高位平面与次高位进行异或操作后得到新的次高位平面,再用新的次高位异或比它低一位的位平面。依次对其余的低位平面进行同样的操作后得到新的低7个位平面,将它们与原始最高位相结合得到新的图像的8个位平面。使用BBE（binary-block embeding）算法对新的图像的位平面进行压缩为嵌入信息腾出空间。为了保证加密图像的安全性,对腾出空间后的图像进行异或加密。结果 对相邻位平面进行异或后使除了最高位平面外的低位平面更平滑,减少了不能使用BBE算法压缩的块及压缩的不好的块的个数,更有利于用BBE算法对图像进行压缩。提出的算法与现有的基于位平面压缩的算法相比得到了较高的嵌入率,对不同纹理的图像而言,嵌入的容量平均提高了0.4 bit/像素。结论 实验结果表明,提出的算法在保证安全性的同时可以腾出更多的空间来嵌入额外的信息,在实际生活中能根据需求灵活地嵌入信息。嵌入的信息能无损地提取,且图像能完全恢复。总的来说,提出的算法具有良好的性能。     

位级同步置乱扩散和像素级环形扩散图像加密算法

目的 针对基于位平面信息量分布的选择性加密算法安全性不高、像素置换加密算法不能很好抵抗统计攻击问题,提出一种基于位级同步置乱扩散和像素级环形扩散的图像加密算法（BSPDPAD算法）,提高图像加密效率和安全性。方法 BSPDPAD算法首先通过分段线性混沌映射产生两组混沌序列,其中一组混沌序列对图像进行随机分块,另一组混沌序列分解到位平面构成位级密钥流;然后,将各像素块分解到位平面,利用位级密钥流同步置乱扩散高位平面、置乱低位平面,实现位平面上块内置乱扩散及块间扩散;最后,再次迭代分段线性混沌映射产生新的密钥流,利用该密钥流对经过位级加密的中间密文图像进行横向顺序扩散和纵向逆序扩散,完成图像加密。结果 灰度图像及彩色图像上的计算机仿真实验与性能分析表明：BSPDPAD算法密钥空间大于2¹⁰⁰,信息熵接近于8,密文图像直方图趋近于均匀分布;与其他加密算法相比,BSPDPAD算法密文图像相邻像素相关性系数绝对值减小约12数量级,像素变化率和归一化平均强度明显提高,说明BSPDPAD算法在密钥、明文敏感性、抵抗多种攻击能力等性能上优于其他加密算法,且算法扩散效果好,仅一轮加密就能获得较理想的加密效果。结论 将位级选择性加密与像素级环形扩散相结合的BSPDPAD算法可有效抵抗各种攻击,安全性高,适合各种类型的灰度及彩色图像加密,潜在应用价值大。     

基于矩阵变换的彩色图像加密算法

研究了矩阵变换的性质,找到一种新的SCAN遍历矩阵,对彩色图像各分量进行像素位置置乱,结合彩色图像结构特点,利用彩色图像每个像素的RGB分量构成三维列向量,并将其作为输入分量,经过矩阵变换,改变其像素值的大小,得到加密矩阵.试验结果表明,加密图像具有类随机性,直方图接近于均匀分布,算法具有很强的密钥敏感性.     

利用Lorenz混沌系统实现红外图像加密的方案

为保证红外成像系统中红外图像的信息安全,克服采用传统图像加密时方法安全性不高、实时性差的缺陷,在分析红外图像比特为平面特征的基础上,提出了利用Lorenz混沌系统对红外图像进行加密的方案。在方案中,采用Lorenz混沌系统,针对红外图像比特位平面影响因子分布特征,只加密红外图像的最高四个比特位平面,一次性实现图像横、纵坐标和比特位平面加密,将图像加密层次由像素级扩展到比特级。和传统图像加密算法相比,该方案基于红外图像独特的位平面分布特征,加密速度快,性能好,能有效抵抗穷举攻击,具有良好的抗干扰性能和较高的置乱度。该方案可应用于安全级别要求高的红外监控系统中,提高系统安全性,有效防止黑客入侵。     

基于三维空间的图像加密算法①

为了实现图像安全,快速加密,利用了图像像素可以插入到相邻像素之间以及拉伸折叠的思想设计了一种基于三维坐标的图像加密算法。算法首先将二维十进制矩阵转化为三维二进制矩阵,再根据图像像素可以插入到相邻像素之间,即左映射或者右映射,和拉伸方法,把三维矩阵转化为二维二进制矩阵。然后用置乱算法把二维二进制矩阵进行置乱,接着根据折叠方法把二维二进制矩阵转化为三维二进制矩阵,最后再把三维二进制矩阵转化为二维十进制矩阵以达到加密的效果。实验表明,该算法是一个安全有效的加密算法,加密本身还可以改变图像的像素值。     

并行图像耦合超混沌系统的图像加密算法

为有效增强图像加密系统的安全性,提出一种基于并行子图像与超混沌相结合的加密算法。采用Logistic映射对初始明文图像进行分离及置乱,改变子图像的位置,根据该映射迭代计算得到的序列,置乱子图像像素矩阵的行与列,改变其像素的位置;将Lorenz系统和Chen系统结合起来,对每个子图像分别进行扩散加密处理,改变它们的像素值;将加密完后的子图像进行重组,输出密文。仿真结果表明,该算法安全性高、密钥空间大、密钥敏感性强,可显著提高抗攻击能力。     

可变可视密码

传统的可视密码在加密时会产生像素扩张,结果使分存图像比秘密图像大许多倍,尤其是应用在灰度和彩色图像上,其扩张的倍数更是惊人.传统的可视密码都是单点加密,本文在Hou的m点加密的基础上,提出任意点加密可视密码,即在加密的时候可以对任意个点进行加密,我们称之为可变可视密码.操作的时候,对秘密图像的r个点同时进行加密,当r=m时,该加密就是像素不扩展可视密码;当r>m时,该加密得到的就是分存图像缩小的可视密码(r的增大会降低解密图像的对比度);当r相似文献   

一种新的基于超混沌映射的彩色图像加密算法

为了提高图像加密算法的安全性,提出一种新的基于超混沌映射的图像加密算法。首先,将彩色图像分解成三个通道分别是R、G、B,然后利用Chen超混沌系统产生的4条混沌序列对每个通道的像素位置进行置乱;接着以4条混沌序列为基础条件对每个通道进行位平面置换和按位取反操作来实现像素值的扰乱,最后重组位平面及3个颜色通道即可获得加密图像。模拟仿真和安全性分析表明,提出的图像加密算法加密效果较好,具有较大的密钥空间、对密钥具有较强的灵敏性,并且可以抵抗穷举攻击以及统计攻击。     

超光谱图像分层无损压缩方案

在分析超光谱图像的位平面相关特性的基础上设计了一种分层无损压缩方案,对高位位平面采用DPCM去除谱间相关,并设计了静态编码方案以降低编码复杂度;低位以空间压缩为主,应用三角划分适应不同的目标边界.算法压缩压缩时间略低于谱间位平面变换算法,压缩比有12.7％的提高;和三维位平面算法相比,编解码时间分别降低了6.2％和4.3％,压缩比提高了6.3％.     

基于SPIHT和分类比特编码的无损图像压缩

在整数小波变换的基础上提出了一种基于SPIHT分类比特平面上下文编码的无损图像压缩算法,和其他方法比较,把变换后的系数分成符号模板、高位比特位、低位比特位三类,对高位比特位的系数用SPHIT算法进行编码,而符号模板和低位比特位用基于上下文的算术编码,在低位比特位的上下文编码中不仅考虑了同一位平面的相邻位置相关的上下文,也考虑位平面之间的上下文。实验表明,提出的方法具有较好的压缩效果。     

Robust color image retrieval using visual interest point feature of significant bit-planes

In this paper, we propose a robust color image retrieval method using visual interest point feature of significant bit-planes. We firstly extract the visually significant bit-plane image from the original color image according to the bit-plane theory and noise attack characteristic. And then, we extract the visual interest points from the original color image by using the significant bit-plane image and multi-scale Harris–Laplace detector, and construct the fuzzy color histogram of visual interest points. We finally compute the similarity between color images by using the fuzzy color histogram of visual interest points. Experiments on large databases show that the proposed algorithm is significantly more effective than the state-of-the-art approaches. Especially, it can retrieve the noise-attacked (including blurring, sharpening, and illumination, etc.) image effectively.     

一种基于重要位平面的鲁棒图像检索算法

以图像位平面原理为基础,结合噪声攻击特点(对高位平面影响较小),提出了一种基于重要位平面的鲁棒图像检索新算法。该算法首先从原始图像中提取重要位平面;然后选取重要位平面图像的颜色直方图作为颜色特征,选取重要位平面图像的颜色标准偏差作为空间特征;再综合利用上述颜色、空间两个特征计算图像间内容的相似度,并进行图像检索。仿真实验结果表明,本文算法能够准确和高效地查找出用户所需内容的彩色图像,并且具有较好的查准率和查全率。特别地,该算法对光照、锐化、模糊等噪声攻击均具有较好的鲁棒性。     

基于OBDD的灰度图像无损压缩算法

提出一种基于有序决策二叉图(OBDD)的灰度图像无损压缩算法,该算法将灰度图像划分成独立的位平面,利用二值图像的开关性,用OBDD模型来表征位平面,然后对OBDD进行有效的编码,最后用算术编码压缩进一步减少冗余.实验结果表明,本算法的压缩比优于WinZIP.     

Steganalysis of adaptive image steganography in multiple gray code bit-planes

For detecting the MBPIS (multiple bit-planes image steganography), which embeds the messages into the multiple Gray code bit-planes, a steganalysis method is proposed to estimate the embedding ratios based on sample pairs analysis. The proposed method combines appropriate trace sets of a more elegant and pellucid sample pair analysis model to estimate the modification ratio of each natural binary bit-plane. Then the modification ratios in Gray code bit-planes are estimated from the modification ratios in natural binary bit-planes based on the relationship between natural binary bit-planes and Gray code bit-planes. Finally, considering the matrix encoding in MBPIS, the embedding ratios are obtained from the modification ratios in Gray code bit-planes. Experimental results show that compared with existing steganalysis methods, the proposed method can not only detect the stego images of MBPIS more reliably, but also estimate the embedding ratios of MBPIS with smaller errors. When the embedding ratio in the first Gray code bit-plane is not less than 0.1, the average absolute error of the proposed method will less than it of the ID3SPA by 0.04 at least.     

基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

为了有效改进图像的加密效果及安全性,在对已有的图像加密算法进行分析的基础上,提出基于混沌映射的位变换和DNA序列的图像加密算法。首先,采用混沌映射生成置乱序列对图像在位平面进行置乱,同时达到了图像置乱和扩散的双重加密效果。然后,利用DNA编码规则,对置乱后的图像编码,进行DNA运算,实现图像的扩散。实验结果表明,该算法密钥空间足够大,密钥敏感性较强,具有较好的安全性。     

A novel image encryption algorithm based on bit-plane matrix rotation and hyper chaotic systems

Multimedia Tools and Applications - In this paper, we propose a new image encryption algorithm based on bit-plane matrix rotation and two hyper chaotic systems. The algorithm first decomposes the...     

一种基于位平面综合特征的彩色图像检索方案

传统的基于颜色直方图的彩色图像检索方法存在严重不足.首先是丢失颜色空间分布信息及特征维数过高,更重要的是无法有效检索含噪声图像.为克服此缺陷,提出了一种基于位平面综合特征的彩色图像检索算法.首先,结合光照、锐化、模糊等噪声攻击特点,从原始彩色图像中提取出重要位平面;然后选取重要位平面的加权颜色直方图作为颜色特征,选取重要位平面的空间信息熵作为空间特征;再综合利用上述颜色、空间两个特征计算图像间内容的相似度,并进行彩色图像检索.仿真实验表明,算法能够准确和高效地查找出用户所需内容的彩色图像,并且具有较好的查准率和查全率(特别对于含噪声图像).     

Word-Level Parallel Architecture of JPEG 2000 Embedded Block Coding Decoder

This paper presents a word-level decoding architecture of embedded block coding in JPEG 2000. This architecture decodes one coefficient per cycle based on the proposed word-level decoding algorithm. This algorithm eliminates state variable memories by decoding all bit-planes in parallel. The proposed column- switching scan order overcomes intra bit-plane dependency and inter bit-plane dependency to enable parallel processing. Implementation results show that the proposed architecture is capable of decoding 54 MSamples/s at 54 MHz, which can support HDTV 720p (1280 times 720, 4:2:2) decoding at 30 frames/s.