基于上下文的分块图像联合压缩加密算法

为了研究图像压缩与加密同步进行及提高安全性问题, 提出了一种基于改进零树结构的分块图像联合压缩加密算法, 将图像对应不同分块区域映射到相应子带中。利用密钥对图像压缩产生的原始上下文进行修正, 然后与判决一起送往自适应算术编码器实现图像联合压缩加密。由于自适应算术编码的概率跳转规律复杂, 相对概率固定的区间分裂算术编码安全性更好。对所提出的算法进行仿真, 结果表明：与原始图像压缩算法相比较, 所提出的算法具有基本相当的压缩效率; 而采用的图像分块方法能够灵活地控制不同区域图像的相对质量及更好地实现信息安全防护; 使用不同的密钥可以进行分块加密, 实现了对重要信息的隐私和机密保护。     

基于上下文修正的ROI联合压缩加密算法

提出一种基于上下文修正的ROI图像联合压缩加密算法。对零树结构进行改进,引入自适应算术编码器,利用密钥对ROI图像压缩产生的原始上下文进行修正,修正后的上下文与原始判决一起送入自适应算术编码器中实现对ROI图像的联合压缩加密。为了满足不同权限用户的需求,对感兴趣区域按树型结构扫描的方式进行加密,并对该算法进行仿真。结果表明:在相同码率条件下,与原始压缩算法相比,所提出的算法具有基本相当的压缩效率;在压缩率保持不变的情况下,相对于区间分裂的算术编码而言,所提出的算法安全性能更好。     

基于JPEG2000的图像联合压缩加密算法

为实现图像的压缩和加密同步,在深入研究MQ算术编码器的基础上,将Lorenz混沌系统生成的随机序列作为流密钥对JPEG2000压缩算法中比特平面编码形成的上下文和判决进行修正,以改变MQ编码时的概率分布来使得输出的码流发生变化,从而实现图像联合压缩加密.阐述了上下文修正和判决修正加密算法的规则.对算法进行仿真,结果表明,相对于原始压缩算法,所提出的算法对图像的压缩效率几乎没有影响,且安全性好、实时性高.     

彩色图像加密与压缩关联算法

针对传统的加密方法在彩色图像压缩方面的不足,提出一种用于保密通信的彩色图像加密与压缩关联算法。设计一个混合混沌系统在空域对秘密图像进行置乱。混沌系统产生针对彩色图像混淆变换的变换矩阵,改变载体图像的像素值。秘密图像每一像素的编码值与载体图像在设定区域中最佳像素点的坐标一一对应。最佳像素点按照最小欧氏距离的原则在载体图像的设定区域内搜索。经过压缩编码后的秘密图像数据不再是传统的像素值,而只是与序号或者下标对应的编码值。当压缩了67%的图像数据时,重构图像和原始图像的相似度仍然超过95%。对密钥空间、密钥的敏感性、加密图像的统计特性等加密效果进行仿真实验,结果表明,该算法安全性高、压缩率大,是一种有效的、易于实现的加密算法。     

一种新的基于率失真优化的感兴趣区域编码

根据EBCOT编码中率失真优化截取算法的特点,,结合最大位移法提出了以提升率失真斜率来实现任意形状ROI优先编码的方法(DRshift法)。该方法提升的对象是ROI的失真斜率,而非ROI系数,从而避免了最大位移法(Maxshift)中引入过多的位平面导致的编码效率降低的问题。实验结果表明,该算法可在接收到图像的全部编码数据之前,优先实现任意形状的感兴趣区域的高品质重建,提高了编码效率,并且,通过改变提升因子的大小可实现感兴趣区域与背景区域重建图像质量的灵活可调。     

一种基于EBCOT的感兴趣区图像编码算法

优化截断嵌入式编码(Embedded block coding with optimized truncation, EBCOT)是JPEG 2000的核心, EBCOT所采用的基于码块的率失真优化方式为实现图像感兴趣区(Region of interest, ROI)编码提供了良好的基础. 本文分析了其中具有代表性的隐式ROI 编码算法, 并提出了一种改进方法. 通过构造加权函数, 合理地为ROI码块分配权重, 在保证ROI信息被优先编码的同时, 降低ROI码块中背景区域小波系数的影响, 提高了重建图像ROI的质量. 实验结果表明, 算法在低码率下重建图像ROI质量提高明显, 在高码率下也能够很好兼顾重建图像背景区域的质量.     

基于位平面压缩的密文医学图像可逆信息隐藏算法

针对目前医学图像可逆信息隐藏算法嵌入容量小、需要对图像进行感兴趣区域（ROI）划分、接收方操作不灵活等缺点,结合医学图像特点,提出了一种基于位平面压缩的可分离式密文域信息隐藏算法。首先,将256级灰度医学图像分解成8个位平面,压缩高4个位平面,用峰值点像素值填充压缩后的空间,重构图像;然后,对重构的图像头部、中部、尾部分别加密;最后,在尾部根据嵌入密钥选取位置,通过直方图平移算法嵌入信息,接收方可根据密钥持有情况实现信息提取与图像恢复的可分离操作。实验结果表明,通过压缩图像预留空间来存放信息避免了辅助信息的传输,能有效提高嵌入容量,同时具有较高的安全性。     

图像加密域可分离可逆信息隐藏算法的系统设计与实现

改进了一种图像加密域可分离可逆信息隐藏的算法,设计并实现了一个图像加密域的可分离可逆信息隐藏软件系统。在此系统中,内容拥有者对未压缩的原始图像使用加密密钥进行加密。然后,信息隐藏者使用信息隐藏密钥把加密图像的最低位平面进行压缩,在压缩所得的空余空间里嵌入额外数据。最后得到包含嵌入信息的加密图像：拥有信息隐藏密钥的接收方,尽管不知道原始图片内容也可以提取出隐藏信息;拥有加密密钥的接收方可以获得原始图像的近似图,但是不能提取隐藏信息;如果同时拥有加密密钥和信息隐藏密钥,那么既可以提取出隐藏信息,也可以利用自然图像的空间相关性恢复出图像的相似图像。实例测试的结果表明,算法具有嵌入容量大、操作更灵活的优点。     

帧异或视频加密算法

提出一种针对H.264标准的新型视频加密算法,弥补了选择性加密压缩比变化及熵编码加密编码器不通用的问题。该算法将由密钥决定的一帧图像的细节与背景分别异或在原始图像帧的对应位置,生成视觉重叠图像以达到加密目的。实验结果表明,算法能够有效控制压缩率变化并可作为通用插件植入H.264编解码器中,适应于视频实时通信场合的需求。     

小波变换和SHA-1相结合的图像压缩加密

针对图像分层树集划分编码的安全性问题,提出一种将小波变换和SHA-1(security hash algorithm-1)相结合的图像加密算法(DSCE).首先将图像小波变换后的系数分为低频和高频两部分,然后将低频系数、初始密钥及图像像素和,通过SHA-1置乱加密SPIHT编码高频系数;将部分加密高频系数和初始密钥,通过SHA-1置乱加密Huff man编码低频系数,在压缩过程中实现低频和高频部分相互加密.仿真结果表明,DSCE算法密钥空间大,对密钥和明文敏感,同时有效提高图像存储和传输效率.     

可视ROI信息隐藏技术研究

图像信息的安全保护问题越来越受到重视,感兴趣区(ROI)的局部图像信息保护具有广阔的应用前景;文中提出一种用户定义感兴趣区域(ROI)的图像信息隐藏算法,提出将置乱技术与混沌加密技术相结合,实现图像的ROI加密隐藏,解决涉密图像在公共网络上传输的安全问题;实验结果表明,该算法加密效果好,加密强度高,能够方便地实现ROI的图像信息加密隐藏和解密。     

基于率失真优化的ROI编码算法

提出一种通过提升率失真斜率来实现任意形状的感兴趣区域（ROI）编码的方法,从而避免了因提升系数引入过多的位平面导致编码效率降低的问题。实验结果表明该算法通过调节提升因子可实现ROI与背景区域重现图像对比度的任意可调,并且无需发送ROI区域的形状信息,同时降低了部分ROI编码块中背景系数的优先级,可以使感兴趣区域得到更快的恢复重现。     

一种基于多混沌映射的图像加密算法

为提高图像信息的安全性,提出一种基于多混沌映射的图像加密算法.将混沌序列和彩色图像像素点的坐标看作空间上的两点,利用2个点的距离公式计算生成加密因子,将图像与该加密因子做相应的代数运算,从而获得加密图像.仿真结果表明,该算法易于实现,对密钥具有较强的敏感性,密钥空间大,加密图像的像素值分布较均匀.     

基于码率优化分配的感兴趣区域编码算法

提出一种基于码率优化分配的感兴趣区域(ROI)编码算法,根据码率优化分配的原理,在压缩后率失真优化理论基础上,通过感兴趣因子对ROI有贡献的码块进行失真估计的缩放,为ROI码块分配较多的码率,以提高ROI在编码时的优先权。实验结果表明该算法实现了低码率时ROI的优先编码,同时保持一定的背景效果。     

一种新的感兴趣区域编码方法

感兴趣区域(ROI)编码和渐进解码都是JPEG2000的重要特性。当前的ROI编码算法不能控制渐进解码图像的相对质量或是计算量太大。基于位面组移动法和分段的思想,该文提出了位面群移动法,使位面的排列更加灵活,不同码率的解码图像相对质量更加稳定。该方法仅增加少量数据开销,计算复杂度也没有明显增加,实现比较简单。     

基于通信编码序列与多混沌图像加密算法

结合量子混沌映射的良好特点,首次提出一种全新的基于通信编码序列与多混沌映射的图像加密算法。该算法运用量子Logistic和Logistic两种不同的混沌映射,结合通信领域常用的无线编码技术,灵活地运用模板图像对原始图像像素进行编码加密。实验表明,该算法既可以很好地拓展密钥空间,又可以成功地抵御统计分析等各种攻击操作,具有很强的前瞻性和创新性。     

基于压缩感知的EMT探伤和图像重建

为改善EMT逆问题的欠定性,提高探伤过程中裂纹图像重建质量,本文提出一种基于压缩感知原理的EMT探伤和图像重建方法.其本质是通过压缩感知弱化问题的求解条件,进而有效改善EMT逆问题的欠定性.本文采用压缩感知技术对EMT探伤信号进行处理,并引入了相应的图像重建算法.其中,信号处理包括选取恰当的稀疏变换基对原始信号进行稀疏表示,将稀疏处理后的原始信号进行投影;图像重建过程则采用了两种算法,分别是基于最小L1范数的迭代重加权最小二乘(IRLS)法和基于匹配追踪原理的压缩采样匹配追踪(CoSaMP)算法.仿真和实验结果均表明,IRLS图像重建算法和CoSaMP图像重建算法的图像重建质量都要好于传统的EMT图像重建算法,尤其是CoSaMP算法的图像重建质量更佳.     

一种基于二维可逆映射的图像加密算法

提出了二维可逆映射在图像加密中的应用.可以通过置乱图像像素位置实现图像加密.二维可逆映射可以高效地实现图像像素置乱.二维可逆映射由压缩拉伸和折叠两个子映射组成.压缩拉伸映射,使原始图像变换成线,折叠映射使线变换成图.所有可逆映射构成了可逆映射集合.经过扩散处理改变像素值,实现图像加密.二维可逆映射的引入扩大了密钥空间,并增强了对密钥变化的敏感度.新的加密方法提高了加密图像的安全性且加快了加密速度.仿真验证了二维可逆映射图像加密算法的有效性.     

对水印信息篡改鲁棒的自嵌入水印算法

为提高自嵌入水印算法在任意篡改条件下的篡改恢复质量,提出一种对水印信息篡改鲁棒性的空域自嵌入水印算法,分析了算法中阈值选取的合理性和检测篡改的可靠性.该算法首先基于密钥将原始图像的最低位和1/4次低位置零,通过对图像内容的小波低频系数实施均匀标量量化生成低频特征图像,将低频特征图像置乱加密后生成的二值编码嵌入原始图像的置零位;认证时通过设定的阈值识别图像内容被恶意篡改的图像块,从而提高自嵌入水印算法对水印信息篡改和信道噪声的鲁棒性.理论分析和仿真结果表明,无论水印信息被随机篡改还是区域篡改,算法均能根据阈值区分不同篡改并选用不同的方法对其进行篡改恢复,有效地提高了自嵌入算法在部分水印信息篡改时的恢复质量.     

基于ROI编码的任意尺寸测量图像的压缩方法

针对基于感兴趣区域(ROI,Region of Interest)的测量图像算法中存在的编码冗余、适用范围受限等问题,提出了一种适用于任意分辨率的测量图像压缩算法。该方法通过加入ROI中A类集合的分类,优化了码流的输出,进一步提高了算法的编码效率;根据小波变换的特点和测量图像对编码算法的要求,通过分区域编码解决了测量图像在编码过程中分辨率受限的问题。实验表明,方法实现了对任意分辨率测量图像的编码,并在不影响测量精度的前提下,获得了优于基于感兴趣区域的测量图像压缩算法的压缩性能。