基于混沌置乱的小波域数字水印算法研究

提出了一种基于混沌系统的离散小波域数字图像水印算法,首先采用混沌模型算法来生成混沌随机序列对水印图像进行加密,然后对原始图像进行小波分解,将置乱加密的水印嵌入在在原始图像小波分解的高频系数中,含水印图像和待检测图像经过小波分解在对应小波系数中即可得到加密的水印信息,通过逆置乱即可得到提取的水印。实验证明该算法对叠加噪声和剪切等攻击具有很好的鲁棒性。     

基于2D sine Logistic混沌映射的医学图像频域加密算法

针对现有医学图像加密算法在加密效率和安全性上的不足,提出一种基于2D sine logistic混沌映射的医学图像小波域加密算法。算法首先利用整数小波变换将医学图像从空域转换为频域,充分打破像素间的相关性;其次,利用2D sine logistic混沌映射生成混沌序列,选取三级小波分级的低频系数LL3进行扩散和置乱加密,提高加密效率;并且将二级小波分解的中高频系数HL2和LH2进行扩散加密,解决加密图像中存在的明显轮廓问题;最后将加密后的小波系数进行小波逆变换得到加密图像。实验仿真结果表明,算法具有高安全性和加密效率,与现有空域方法相比,加密时间约为1/40;与现有频域方法相比,在保证加密效率情况下具有更好的加密图像隐蔽性。     

彩色数字图像的小波变换和混沌序列加密

根据彩色数字图像的基本特点,运用数字图像加密和解密原理,将离散小波变换和离散混沌序列有机地结合起来,研究了彩色数字图像的小波变换和混沌序列的加密和解密方法;对原始图像进行加密实质是利用混沌序列对其低频小波系数进行加密,对加密图像进行解密实质是利用混沌序列对其低频小波系数进行解密;研究的彩色数字图像加解密方法,为彩色数字图像加密提供了一种有效可行的方法,不仅能够使加密彩色数字图像具有理想的加密效果,而且能够保证加密彩色数字图像足够的安全。     

一种基于混沌的JPEG2000图像加密算法

首先设计出一个性能优异的基于混沌系统的矩阵置乱算法.由于JPEG2000图像小波变换后的重要信息多集中在小波系数的低频系数部分,图像加密算法只选择了小波系数的低频分量进行置乱加密.算法巧妙地避免了以往基于JPEG2000图像加密的一些缺点,很好地将加密、解密与图像的编码、解码相结合.最后,实验验证并分析了算法的可行性和优越性,实验证明该算法复杂度高、保密性好、加密效率高,而又未明显降低图像的压缩率,具有很好的加密特性.     

基于小波变换的压缩感知在图像加密中的应用

利用单层小波变换的压缩感知算法的特点,提出了一种基于斜帐篷映射的混沌图像加密系统的改进方法.加密时,首先应用基于单层小波变换的压缩感知算法对图像进行初始化,然后对初始化后的图像加密.解密时,首先进行加密映射的反变换解密,然后利用正交匹配追踪算法(OMP)对高频系数进行恢复,最后再进行小波反变换重构图像.仿真结果表明,该算法不仅继承了原有系统的优良密码学特性,而且在相同时间条件下,在图像较小失真的情况下大大增加图像加密的安全性.     

一种基于小波变换的混沌图像加密方法

给出一种在二维小波变换基础上,进行混沌映射,将图像加密的方法.该方法应用二维小波分解算法分解图像信息,从分解结构中提取二维信号的低频系数和高频系数,再分别对其实行混沌猫映射,从而完成图像的加密.解密时,首先对系数进行猫映射的逆映射,然后利用提取出的低频系数和高频系数进行二维小波重构,实现对原始图像的解密.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于小波变换的抗退化混沌图像加密算法

针对图像加密普遍存在高复杂度和安全性差的问题,结合抗退化混沌系统和小波变换,设计一种图像加密算法。利用Lorenz混沌系统,进行抗退化处理,生成混沌序列;使用小波变换,通过混沌序列对各子带系数进行置乱处理,同时对低频子带系数做扩散处理,小波逆变换后得到初始加密图像;对初始加密图像进行像素值的扩散和像素间耦合加密得到最终加密图像。仿真结果表明,该算法的密钥空间大,密钥敏感性强,可以抵抗各种攻击,具有较高的安全性和实用性。     

基于小波域的二维混沌加密算法

将一种位扩展运算运用于小波域来进行图像加密,同时利用二维混沌映射的参数敏感性和伪随机性对小波变换后的系数进行调整,再对低频系数进行位扩展,实现图像信息的高强度加密。仿真实验结果表明,该算法有很好的效果,加密强度高、保密性强、计算时间短,恢复图像与原图像的一致性良好。     

基于复合混沌序列与小波变换的图像加密算法

针对单一混沌映射有可能退化为周期问题以及图像置乱加密计算量大的缺点,提出了一种基于复合Logistic和Chebychev映射与小波变换的图像加密算法。算法根据密钥控制复合混沌序列的初始参数,生成混沌序列,进而对图像进行置换加密,然后对加密后的图像进行小波分解,再对小波近似系数进行置乱加密。实验结果表明,该算法改进了单一混沌序列的退化问题,使混沌序列具有更好的随机性并改进了图像的直方图分布,算法具有良好的加密效果。     

小波域图像加密的模运算实现

将一种模运算运用于小波域来进行图像加密,同时利用混沌映射的参数敏感性和伪随机性对小波变换后的系数进行加密处理,实现图像信息的高强度加密,来确保基于网络图像信息的安全。采用的模运算不仅具有像Ａrnold等变换对图像进行拉伸和折叠的作用,而且可以在很大程度上节约计算时间。仿真实验结果表明这种模运算映射与混沌序列相结合的方法运用于小波域加密有很好的效果,加密强度高,保密性强,计算时间短,恢复图像与原图像的一致性良好。     

多重水印嵌入的DWT-SVD音频公开水印算法

提出了一种基于离散小波变换（Discrete Wavelet Transform,DWT）域与奇异值分解（Singular Value Decomposition,SVD）的多重嵌入数字音频水印算法.算法在嵌入水印前采用混沌加密与图像置乱对水印进行双重加密,在选取音频载体的多段数据中,利用DWT的多分辨率特性与SVD值稳定特性的特点,先对各段数据进行多级DWT变换,然后在低频部分选取连续的若干个系数组成矩阵,并对矩阵进行SVD分解,再把加密后的每位水印信息采用量化方法嵌入到SVD值中,实现了水印的多重嵌入.实验表明,该水印方法效率高,透明性好,对常见的音频信号处理具有较强的鲁棒性.     

Efficient implementation of chaotic image encryption in transform domains

The primary goal of this paper is security management in data image transmission and storage. Because of the increased use of images in industrial operations, it is necessary to protect the secret data of the image against unauthorized access. In this paper, we introduce a novel approach for image encryption based on employing a cyclic shift and the 2-D chaotic Baker map in different transform domains. The Integer Wavelet Transform (IWT), the Discrete Wavelet Transform (DWT), and the Discrete Cosine Transform (DCT) are exploited in the proposed encryption approach. The characteristics of the transform domains are studied and used to carry out the chaotic encryption. A comparison study between the transform-domain encryption approaches in the presence of attacks shows the superiority of encryption in the DWT domain.     

基于DWT密文域图像双水印算法

数字水印是保护数字版权的关键技术,本文首先给出双水印算法形式化的定义,然后基于小波变换(DWT)、SM4分组密码算法和Paillier同态密码,设计了一个密文域双水印算法.在嵌入水印时,将载体图像进行三重DWT变换,将频带集分为加密部分、水平高频LH3水印部分和垂直高频HL3水印部分.利用SM4分组密码和Paillier公钥密码分别对加密部分和水印部分频带系数加密,同时利用Paillier公钥密码体制对数字水印信息进行加密,利用最低有效位(LSB)方法,分别在LH3和HL3的密文域嵌入两个用户水印信息.最后DWT小波逆变换后生成含水印的密文图像.在水印提取时,由于Paillier具有同态特性,实现了在解密后的明文提取水印.实验结果表明,该算法具有加解密速度快,水印的不可见性好等特性.     

SAR复图像数据的CCSDS-IDC编码性能分析与四叉树编码

目的：CCSDS-IDC (国际空间数据系统咨询委员会-图像数据压缩) 是NASA制定的基于离散小波变换(DWT)尺度间衰减性的空间图像数据压缩标准,适用于合成孔径雷达(SAR)幅度图像及各类遥感图像的压缩。然而,与光学图像不同,常见的SAR图像都是复图像数据,其在干涉测高等许多场合具有广泛应用,分析研究CCSDS-IDC对SAR复图像数据的编码性能具有重要的应用价值。方法：由于SAR复图像数据不具有尺度间的衰减性,因此将其用于SAR复图像数据编码时性能较低。考虑到SAR复图像数据DWT系数呈现出聚类特性,提出将四叉树(QC)用于DWT域的SAR复图像数据编码,发现QC对SAR复图像数据具有高效的压缩性能。结果：实验结果表明,在同等码率下,对基于DWT的SAR复图像数据压缩, QC比CCSDS-IDC最多可提高幅度峰值信噪比4.4dB,平均相位误差最多可降低0.368;与基于方向提升小波变换（DLWT）的CCSDS-IDC相比,QC可提高峰值信噪比3.08dB,降低平均相位误差0.25;对其它类型的图像压缩,基于聚类的QC仍能获得很好的编码性能。结论：CCSDS-IDC对SAR复图像数据编码性能低下,而QC能获得很好的编码性能。对应于图像平滑分布的尺度间衰减性,其在某些特殊图像中可能不存在,而对应于图像结构分布的聚类特性总是存在的,故在基于DWT的图像编码算法设计中,应优先考虑利用小波系数的聚类特性,从而实现对更多种类图像的高效编码。     

A watermarking algorithm in encrypted image based on compressive sensing with high quality image reconstruction and watermark performance

In this paper, we propose a new digital watermarking algorithm in encrypted image based on compressive sensing measurements and 2-D discrete wavelet transform (DWT). Firstly, we process the original image through 2-D DWT to highlight the important part and unimportant part. For the important LL2 coefficient, before encrypting it by the traditional stream cipher, we divide it into blocks, and mark the blocks to get a sequence as the watermark position key. For other wavelet coefficients, we select two different compressive sensing measurement matrices to simultaneously encrypt and compress them, respectively. Then we embed a watermark into the high frequency coefficient measurements except HH1 section based on the watermark position key. Finally, the watermarked image is scrambled to enhance the security. In this algorithm, compressive sensing is adopted for compression and encryption, and watermark is embedded in the measurements values. It can not only increase the watermark embedding capacity and robustness, but also utilize the reconstruction characteristic of compressive sensing to get higher-quality recovered image. The experimental results verify the validity and the reliability of the proposed algorithm.     

基于离散小波变换和感知哈希的加密医学图像检索算法

针对加密存储在云服务器的医学图像安全检索问题,提出基于离散小波变换（DWT）和感知哈希的加密医学图像检索算法。首先结合Henon映射的特点对图像进行频域加密运算;然后,对加密医学图像进行小波分解,得到逼近原图的子图;其次,根据离散余弦变换（DCT）的特性,通过比较DCT各系数与系数均值的关系得到图像的感知哈希序列;最后通过比较感知哈希序列之间的归一化相关系数来实现对加密医学图像检索。与基于非负矩阵分解（NMF）的哈希算法相比,所提算法在高斯噪声下检索精度提高了近40%,且在JPEG压缩攻击、中值滤波攻击、缩放攻击和扭曲攻击下检索精度与之相差无几。实验结果表明,所提算法对于常规攻击和几何攻击具有较好的鲁棒性,同时降低了图像加密的时间复杂度。     

基于混沌序列的频域图像加密技术研究

混沌序列具有容易生成,对初始条件敏感等特点。该文提出利用混沌序列实现对图像小波系数矩阵的加密,为图像加密提供了一个新方案。实践表明,该方案对图像进行加密取得了较高的保密性,利用小波与混沌序列相结合的加密技术,具有密图文件保密性高,密钥简单等特点,具有广阔的应用潜力。     

Hybrid Watermarking and Encryption Techniques for Securing Medical Images

Securing medical data while transmission on the network is required because it is sensitive and life-dependent data. Many methods are used for protection, such as Steganography, Digital Signature, Cryptography, and Watermarking. This paper introduces a novel robust algorithm that combines discrete wavelet transform (DWT), discrete cosine transform (DCT), and singular value decomposition (SVD) digital image-watermarking algorithms. The host image is decomposed using a two-dimensional DWT (2D-DWT) to approximate low-frequency sub-bands in the embedding process. Then the sub-band low-high (LH) is decomposed using 2D-DWT to four new sub-bands. The resulting sub-band low-high (LH₁) is decomposed using 2D-DWT to four new sub-bands. Two frequency bands, high-high (HH₂) and high-low (HL₂), are transformed by DCT, and then the SVD is applied to the DCT coefficients. The strongest modified singular values (SVs) vary very little for most attacks, which is an important property of SVD watermarking. The two watermark images are encrypted using two layers of encryption, circular and chaotic encryption techniques, to increase security. The first encrypted watermark is embedded in the S component of the DCT components of the HL2 coefficients. The second encrypted watermark is embedded in the S component of the DCT components of the HH₂ coefficients. The suggested technique has been tested against various attacks and proven to provide excellent stability and imperceptibility results.     

DWT-SVD and DCT based robust and blind watermarking scheme for copyright protection

In this article, a new DWT-SVD and DCT with Arnold Cat Map encryption based robust and blind watermarking scheme is proposed for copyright protection. The proposed scheme solves the most frequently occurring watermarking security problems in Singular Value Decomposition (SVD) based schemes which are unauthorized reading and false-positive detection. This scheme also optimizes fidelity and robustness characteristics. The grey image watermark splits into two parts using four bits MSBs and four bits LSBs of each pixel. Discrete Cosine Transform (DCT) coefficients of these MSBs and LSBs values are embedded into the middle singular value of each block having size 4 × 4 of the host image’s one level Discrete Wavelet Transform (DWT) sub-bands. The reason for incorporating Arnold Cat Map in the proposed scheme is to encode the watermark image before embedding it in the host image. The proposed scheme is a blind scheme and does not require the choice of scaling factor. Thus, the proposed scheme is secure as well as free from the false positive detection problem. The proposed watermarking scheme is tested for various malicious and non-malicious attacks. The experimental results demonstrate that the scheme is robust, imperceptible and secure to several attacks and common signal processing operations.