基于嵌入式系统的数字视频信号加密技术

几种常用数字视频信号加密技术的原理与方法,分析了这些加密方法的优点和存在的不足。提出了一种仅对视频码流中解码和视频图像的重建起着重要作用的少部分数据进行高强度加密的方法,这一方法可以取得对整个视频码流安全加密的效果。     

军事图像加密通信中数据隐藏算法研究与仿真

在对军事通信图像加密通信中的数据进行隐藏的过程中,数据融入方式是通过依据某种规律曲线的顺序扫描待隐藏数据的单元来实现的,导致传统的融合军事图像加密通信中数据隐藏算法,由于检测工具有规律可循,不容易逃脱检测,无法对军事图像数据进行有效的隐藏.提出一种采用随机融入方式的可逆数据隐藏算法,直接提取军事图像边缘特征,充分挖掘军事图像视觉屏蔽特性,通过军事图像分块方差对其边缘特性进行刻画,确保军事图像边缘的完整度,构建军事图像采样子图与参照子图间的军事差图,通过数据隐藏的提取方法,将隐藏军事图像差图数据合成相应的数据隐藏码流,完成所有军事差图的置乱操作,将置乱后的军事差图中的隐藏数据按照数据隐藏的正确率进行度量,实现军事图像加密通信中的数据隐藏.仿真结果表明,采用所提方法对军事图像加密通信中的数据进行隐藏的效果与隐藏容量均优于传统方法,验证了所提方法的有效性.     

适于实时传输的AVS视频码流加密算法*

为应对日益严重的盗版问题,提出了一种针对AVS标准的视频信息加密算法。通过加密运动矢量,使得视频图像重建时无法找到匹配的参考块,并通过误差扩散,引起视频图像错乱,从而达到对视频信息加密的目的。加密算法不改变码流结构,因此,接收端未经解密的视频码流可以由标准解码器正常解码,但是解码重建的视频图像质量明显下降,而经解密的视频重建图像可完全恢复到加密前的水平。实验结果表明,提出的加密方案具有良好的加密效果,其算法复杂度低,对编码效率影响也很小,基本上不影响视频的主客观质量。     

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.     

一种加密变长码字并保持视频格式的加密方案

视频加密通常要求满足实时性和保持码流格式不变。而直接加密视频码流中的DCT系数和MV变长码字会产生非法变长码字从而破坏码流格式，不利于视频通信的正常应用。该文提出了一种加密DCT系数和MV变长码字并保持码流格式不变的方法。此方法同视频码流中定长码字的加密结合起来可以形成一个完整的视频加密方案，试验结果表明该方案满足视频通信实时性的要求并达到较高的保密级别。     

混沌映射和流密码结合的图像加密算法仿真

为了有效改进彩色图像加密的效果和安全性,在对采用混沌映射的图像加密算法研究的基础上,提出一种结合混沌映射和流密码的彩色图像加密算法。加密过程采用置乱-扩散结构:在置乱阶段首先根据输入图像初始化Kent混沌系统,再利用Kent混沌系统生成ZUC-256流密码算法的初始密钥和初始向量,ZUC-256算法随后生成随机序列对彩色图像进行R、G、B三轮像素值置乱。在扩散阶段同时使用Kent混沌系统和ZUC-256流密码算法生成的随机序列对输入图像的像素值进行扩散。仿真结果显示,提出的算法具有加密算法简单、密钥空间大等特点,能较好地抵抗差分分析攻击、统计特性攻击。     

JPEG-LS多路并行译码的FPGA实现

提出了一种基于FPGA的JPEG-LS的多路并行译码系统,运用VHDL语言实现,以提高图像的译码速度.系统主要分为检测模块、译码模块和码流分配模块三部分.在检测模块中提取和去除头文件的图像信息,译码模块则根据算法对图像数据进行恢复,码流分配模块为多路并行算法的关键.利用流水线结构的思路采用乒乓操作将码流从检测模块传送到外部RAM.在译码时采用同样的方法将数据送入多个译码模块进行译码.     

一种基于排序的JPEG码流无损水印算法

提出了一种基于排序的直接在JPEG码流中嵌入水印的算法,该方法在保证嵌完水印后图像无失真的条件下提高了嵌入容量.根据对JPEG图像中可变长度码使用情况的统计分析,通过将一幅图像中没有使用过的可变长度码映射为使用过的可变长度码来嵌入水印.在建立映射关系之前,首先对码流中出现过的可变长度码依据其在码漉中出现的频率进行排序,然后使用排序后的结果建立映射关系,从而提高可变长度码的利用率,进而提高嵌入容量.在水印嵌入过程中,根据相应的映射关系和水印信息将码流中出现的可变长度码替换为映射的可变长度码.分析和实验结果表明,这种方法能够实现较高容量的水印嵌入,并且嵌完水印后图像无失真.     

一种云环境下JPEG图像的安全检索方法

为了保护数据隐私,私密图像在上传到云服务器之前需要进行加密,然而,加密会导致传统的图像特征无法提取,进而给图像检索带来困难。因此,本文提出了一种云环境下JPEG图像的安全检索方法：数据拥有者部分解码JPEG码流得到图像的DCT(Discrete Cosine Transform)系数,对系数进行置乱加密然后生成密文图像并上传到云服务器;然后云服务器在图像密文上提取DC系数差分特征以及LBP(Local Binary Patterns)特征,通过比较图像的特征向量之间的距离来确定图像的相似度,最后返回相似图像。该方法不仅减少了计算复杂度,而且使得数据拥有者与云服务器之间的交互次数尽可能的减少,同时,保证了图像的机密性和检索精确度,能实现对JPEG图像安全高效的检索。最后基于本文提出的方法做了简单的仿真系统,进一步验证了该方法的有效性。     

基于android手机的加密QR二维码识别系统

本文对QR码及译码图像的预处理算法进行简单介绍。针对工业物料管理系统对于保密安全的要求,本文采用了DES算法对物料数据进行加密,将加密数据用QR码来表示并阐述了在手机识别系统中的解密流程,最后介绍了在android手机系统下进行设计与优化实现。     

Request redirection paradigm in medical image archive implementation

It is widely recognized that the JPEG2000 facilitates issues in medical imaging: storage, communication, sharing, remote access, interoperability, and presentation scalability. Therefore, JPEG2000 support was added to the DICOM standard Supplement 61. Two approaches to support JPEG2000 medical image are explicitly defined by the DICOM standard: replacing the DICOM image format with corresponding JPEG2000 codestream, or by the Pixel Data Provider service, DICOM supplement 106. The latest one supposes two-step retrieval of medical image: DICOM request and response from a DICOM server, and then JPIP request and response from a JPEG2000 server. We propose a novel strategy for transmission of scalable JPEG2000 images extracted from a single codestream over DICOM network using the DICOM Private Data Element without sacrificing system interoperability. It employs the request redirection paradigm: DICOM request and response from JPEG2000 server through DICOM server. The paper presents programming solution for implementation of request redirection paradigm in a DICOM transparent manner.     

JPEG 2000--新的静止图像压缩标准

为满足不同应用需求而制定的新的静止图像压缩标准——JPEG2000已于2000年12月正式成为国际标准，对JPEG2000进行了系统的分析，对其采用的许多新算法及关键技术进行了详细的描述，包括基于提升法的第2代小波变换，位平面编码，自适应算术编码，标识树编码，感兴趣区域编码及基于渐进顺序的码流组织方式等。     

An Optimized Content-Aware Authentication Scheme for Streaming JPEG-2000 Images Over Lossy Networks

This paper proposes an optimized content-aware authentication scheme for JPEG-2000 streams over lossy networks, where a received packet is consumed only when it is both decodable and authenticated. In a JPEG-2000 codestream, some packets are more important than others in terms of coding dependency and image quality. This naturally motivates allocating more redundant authentication information for the more important packets in order to maximize their probability of authentication and thereby minimize the distortion at the receiver. Towards this goal, with the awareness of its corresponding image content, we formulate an optimization framework to compute an authentication graph to maximize the expected media quality at the receiver, given specific authentication overhead and knowledge of network loss rate. System analysis and experimental results demonstrate that the proposed scheme achieves our design goal in that the rate-distortion (R-D) curve of the authenticated image is very close to the R-D curve when no authentication is required     

A path optional lossless data hiding scheme based on VQ joint neighboring coding

Data hiding is an important technique for covert communication that embeds secret data into a cover image with minimal perceptible degradation. Lossless data hiding is a special type of data hiding technique that guarantees not only the secret data but the cover media can be reconstructed without any distortion. In this paper, a novel path optional lossless data hiding scheme based on the joint neighboring coding (JNC) of the vector quantization (VQ) index table is proposed. The proposed scheme generates a VQ index table based on the cover image first. Next, according to an initial key and secret data content, different adjacent indices may be chosen to perform joint neighboring coding for each index and hide secret data. Finally, an appropriate output codestream is generated based on the minimal length principle. Our main contributions lie in three aspects: (1) the method combines the novel path_based shift method with the traditional JNC method to improve the capacity and stego image quality simultaneously. (2) The secret data extraction and cover image recovering processes are separated and both can be publicized to users. (3) The method is path optional to meet various users’ requirements. To testify the superiority of the proposed method, we compare it with the side match VQ (SMVQ)-based and modified fast correlation VQ (MFCVQ)-based algorithms. According to the experimental results, the proposed scheme outperforms the SMVQ-based and MFCVQ-based algorithms in four aspects, i.e., hiding capacity, stego image quality, transmission efficiency and security level.     

An encoding method for both image compression and data lossless information hiding

Reversible image data hiding technology means the cover image can be totally recovered after the embedded secret data is extracted. In this paper, we propose a reversible image data hiding scheme based on vector quantization (VQ) compressed images. The secret bits are embedded into the VQ index table by modifying the index value according to the difference of neighboring indices. The data hiding capacity and the size of the final codestream (embedded result) are a trade-off, and it can be decided by users. In other words, the proposed scheme has flexible hiding capacity ability. To estimate the performance, the proposed scheme was compared with the scheme proposed by Wang and Lu (2009). The results of the comparison showed that our proposed scheme is superior to the scheme proposed by Wang and Lu in both data hiding capacity and bit rate.     

基于HVS模型的JPEG2000数字图像水印算法

文章提出了一种基于HVS模型的JPEG2000数字图像水印算法,该算法根据计算原始图像嵌入水印的能力限制和数据量化方法进行水印的嵌入与提取。实验证明,该算法对于常用的图像处理方法以及JPEG2000编码在保持了较好质量的基础上有较强的鲁棒性。     

基于JPEG/JPEG2000相结合的医学图像感兴趣区域压缩

提出了一种基于JPEG/JPEG2000相结合的医学图像感兴趣区域压缩方法.该方法对在人为选定医学图像的感兴趣区域采用无损的JPEG2000压缩,而对其他图像区域则采用高压缩比的JPEG压缩,从而较好地解决了医学图像的高压缩比和高质量之间的矛盾.通过对一副人脑MRI医学图像的压缩实验,得到了压缩比12:1,并且病灶区图像信息完整的压缩图像.     

符合DCI规范的JPEG2000自适应码率控制方法

为了对码率进行有效控制,在分析符合DCI规范的数字电影制作系统对码率和图像质量需求的基础上,证明在相同平均码率下,当压缩图像质量恒定时,图像序列的平均失真最小。并在JPEG2000码率控制方法的基础上,提出并实现一种简单有效的基于图像质量和码率约束的自适应码率控制方法。该方法在没有增加计算量的情况下,首先满足码率阈值要求,其次满足图像失真阈值要求。实验结果表明,该自适应码率控制方法,对于不同类型的图像序列均可很好的满足码率和图像质量的要求,适用于符合DCI规范的数字电影制作系统。     

JPEG2000感兴趣区域编码的新方法

对于感兴趣区域编码一直是图像压缩的热点之一。结合新一代静止图像压缩标准JPEG2000,介绍了JPEG2000中两种经典的ROI压缩算法：最大化位移法和一般位移法,分析了这两种方法的实现原理和优缺点,提出了一种新的JPEG2000感兴趣区域编码方法。该方法利用JPEG2000中“失真可伸缩性”的特点,对于感兴趣区域和背景区域给定的目标质量,在质量层上根据给定的目标质量对包进行丢弃处理以达到压缩的目的,没有经典ROI（Region Of Interest）压缩方法的移位处理,所以压缩效率略好于经典压缩方法,压缩时间小于经典ROI方法所需的时间。实验结果表明,在相同的压缩比特率下,压缩效果和压缩时间优于JPEG2000中经典的压缩方法