三维可逆混沌映射图像加密及其优化算法

利用混沌拉伸和折叠的原理,提出了一种三维可逆混沌映射图像加密方法及其优化算法.该方法用一个三维数据矩阵描述灰度图像,用提出的箅法将该三维数据矩阵映射为二维数据矩阵.然后,应用拉伸和折叠算法对此二维数据矩阵实现图像像素的置乱处理.最后将置乱后的二维数据矩阵还原为三维数据矩阵,得到加密图像.该加密方法足可逆的,亦可用于图像解密.推导了加密和解密算法完整的数学表达式.由于图像数据量大,利用推导的数学表达式实现图像加密和解密时计算量较大,加密时间长,因此,提出了一种优化算法.仿真结果表明,该加密方法同时实现了像素置乱和像素混淆,其优化算法将加密速度提高了3～4倍.该加密算法抵御统计攻击的能力较强,密钥敏感度高,加密速度快,安全性高.     

适用于矩形图像的新二维映射图像加密算法

针对目前的图像加密方法大多只局限于对方形图像进行加密的特点,提出了一种同时适用于方形图像和矩形图像的加密算法.将基于图像分割的新二维映射用于图像位置置乱,将含有混沌映射的扩散函数用于图像灰度置乱,从而得到一种位置置乱和灰度置乱相结合的图像加密算法.实验仿真结果表明,该算法能够很好地实现对任意大小的方形和矩形图像进行加密,且具有密钥空间大(1015～1030),密钥敏感性强以及能够抵御统计和已知明文攻击等优点,基本满足图像加密的有效性和安全性要求.     

星载遥感图像JPEG2000压缩算法的去量化

随着空间技术的发展,空间遥感图像的数据量呈几何级数增加.为了满足JPEG2000星载遥感图像压缩系统的实时性要求,提出了一种对压缩算法进行优化和改进的方法.分析了离散小波变换后拉伸提升算法和JPEG2000量化算法.然后,通过一个新的拉伸量化因子将量化过程与后拉伸小波变换中的提升过程结合起来,减少了JPEG2000压缩算法的量化操作.最后,介绍了去量化处理方法的定点实现.实验结果表明:应用去量化处理方法可以使JPEG2000压缩算法中拉伸和量化过程所需要的时间降低50%,提升了JPEG2000星载遥感图像压缩系统的实时处理能力.     

一种适用于矩形图像的新二维映射图像加密算法

针对目前图像加密方法多局限于对方形图像进行加密的特点,提出了一种同时适用于方形和矩形图像的加密算法。将基于图像分割的新映射用于图像位置置乱,将含有混沌映射的扩散函数用于图像灰度置乱,从而得到位置置乱和灰度置乱相结合的加密算法。实验仿真结果表明该算法能够很好的实现对任意大小图像的加密,且具有密钥空间大,密钥敏感性强以及能够抵御统计和已知明文攻击等优点。     

基于DES和RSA加密算法的数据安全传输技术的研究

DES和RSA的加密算法各有优势,在实际的应用中可以通过对密钥加密的思路将二者结合在一起,对数据进行传输.利用其特有的加密方式,帮助数据的安全传送和接收,并因此实现保证安全的目的,甚至是继而简化加密解密的过程.     

基于复合混沌的图像空域加密新算法

基于复合混沌系统,提出一种新的空域图像加密算法。首先将高4位和低4位比特拆开,形成新的图像;然后置乱新图像中像素的位置,置乱参数由混沌系统产生;对其进行非线性代换和扩散操作,这些过程中使用当前数据扰动复合混沌系统以引入自适应的加密;如此迭代2轮后将高、低平面的数据对应组合得到密文图像。算法密钥空间大,视觉效果好,符合密码学中的混淆与扩散原则,安全性高。     

小波提升算法在JPEG 2000中的应用

描述JPEG2000静止图像压缩标准产生的背景、特点,所涉及的重要概念和的提升算法,用程序实现了简单的基于小波提升算法的JPEG2000的编解码系统,并将压缩后的图像在质量及大小两方面与JPEG图像作了比较.     

小波提升算法在JPEG2000中的应用

描述JPEG2000静止图像压缩标准产生的背景、特点,所涉及的重要概念和关键技术,讲述了作为JPEG2000标准中首选算法小波的提升算法,用程序实现了简单的基于小波提升算法的JPEG2000的编解码系统,并将压缩后的图像在质量及大小两方面与JPEG图像作了比较。     

三维可逆混沌映射图像加密方法及其优化算法

利用混沌拉伸和折叠的原理,提出了一种三维可逆混沌映射图像加密方法及其优化算法。将灰度图像用一个三维数据矩阵描述,根据提出的算法将该三维数据矩阵映射为二维数据矩阵。对此二维数据矩阵应用拉伸和折叠算法实现图像像素的置乱处理。最后将置乱后的二维数据矩阵还原为三维数据矩阵,得到加密图像。该加密方法是可逆的,可用于图像加密和解密。推导了加密和解密算法完整的数学表达式。由于图像数据量大,利用推导的数学表达式实现图像加密和解密时计算量较大,加密时间长,针对这个问题提出了一种优化算法。仿真结果表明该加密方法同时实现了像素置乱和像素混淆,抵御统计攻击的能力增强,密钥敏感度高,优化算法明显提高了加密速度。     

星载遥感图像JPEG2000压缩算法去量化处理方法

随着空间技术的发展,空间遥感图像的数据量呈几何级数增加。为了满足JPEG2000星载遥感图像压缩系统的实时性要求,不仅需要设计高速处理硬件系统,还需要对压缩算法进行优化和改进。分析了离散小波变换后拉伸提升算法和JPEG2000量化算法,提出了一种基于离散小波变换后拉伸提升算法的去量化处理方法,该方法可去除JPEG2000压缩算法中的量化过程,减少压缩算法的运算量。介绍了该方法的基本原理和定点实现。实验结果表明,应用该方法可以使JPEG2000压缩算法中拉伸和量化过程实现的时间降低50％。     

Application of wavelet denoising to improve compression efficiency while preserving integrity of digital micrographs

Modern microscopy methods require efficient image compression techniques owing to collection of up to thousands of images per experiment. Current irreversible techniques such as JPEG and JPEG2000 are not optimized to preserve the integrity of the scientific data as required by 21 CFR part 11. Therefore, to construct an irreversible, yet integrity-preserving compression mechanism, we establish a model of noise as a function of signal in our imaging system. The noise is then removed with a wavelet shrinkage algorithm whose parameters are adapted to local image structure. We ascertain the integrity of the denoised images by measuring changes in spatial and intensity distributions of registered light in the biological images and estimating changes of the effective microscope MTF. We demonstrate that the proposed denoising procedure leads to a decrease in image file size when a reversible JPEG2000 coding is used and provides better fidelity than irreversible JPEG and JPEG2000 at the same compression ratio. We also demonstrate that denoising reduces image artefacts when used as a pre-filtering step prior to irreversible image coding.     

Compression of fluorescence microscopy images based on the signal-to-noise estimation

Modern microscopic techniques like high-content screening (HCS), high-throughput screening, 4D imaging, and multispectral imaging may involve collection of thousands of images per experiment. Efficient image-compression techniques are indispensable to manage these vast amounts of data. This goal is frequently achieved using lossy compression algorithms such as JPEG and JPEG2000. However, these algorithms are optimized to preserve visual quality but not necessarily the integrity of the scientific data, which are often analyzed in an automated manner. Here, we propose three observer-independent compression algorithms, designed to preserve information contained in the images. These algorithms were constructed using signal-to-noise ratio (SNR) computed from a single image as a quality measure to establish which image components may be discarded. The compression efficiency was measured as a function of image brightness and SNR. The alterations introduced by compression in biological images were estimated using brightness histograms (earth's mover distance (EMD) algorithm) and textures (Haralick parameters). Furthermore, a microscope test pattern was used to assess the effect of compression on the effective resolution of microscope images.     

无线传感网基于邻居簇的JPEG2000多节点协同实现

针对无线传感器网络能量、存储、处理能力严重受限的特点,基于"在网计算"的思想,结合JPEG2000算法流程以及无线传感器网络的网络拓扑结构特点,提出一种基于邻居簇的JPEG2000多节点协同图像压缩方法。首先,将相机节点采集的图像分片,并根据图像的梯度幅度值进行压缩比特率的自适应优化分配。然后,将压缩任务转移到多个邻居簇内,以最小化网络总能耗为目标,由多节点协作共同完成图像压缩和传输。仿真结果表明,该方法不仅使无线传感器网络中实现大尺寸图像的JPEG2000编码成为可能,且相机节点能耗仅为压缩图像后传输至基站方案的3.4%,极大地平衡了网络节点能耗,使网络生命周期提高了7倍以上。     

以图像为载体的最大意义位(MSB)信息隐藏技术的研究

加密技术是保障通信安全的一种重要手段,然而信息经过加密后容易引起攻击者的好奇和注意,容易遭到攻击和破坏.为解决这一问题,就要把加密技术与信息隐藏技术结合起来,即把经过加密的信息作为待隐藏信息,加载到载体文件(本文采用网上常用的彩色图像文件)中传播.只要做到隐藏信息加载前后,载体图像的视觉效果的变化不能被人眼察觉即可.目前已知的用于信息保密的信息隐藏技术可分为两种,第一种是基于频域的信息隐藏技术,如扩频隐藏、DCT隐藏、子波隐藏技术等,若以彩色图像为宿主,则此类技术主要利用人眼对高空间频率分量上噪声不敏感的特点将待隐藏信息编码到图像的高频分量,以实现信息隐藏的目的,一般地,此类技术较难实现大数据量隐藏;第二种技术为空域隐藏技术,其典型做法是将待隐藏信息编码隐藏到宿主的最小意义位(LSB)上,由于其信息隐藏位置对图像的影响不大,因此安全性不高.本文提供了一种在空域中,利用图像像素数据的最高位实现信息隐藏的方法.本方法利用颜色量化技术对图像颜色进行归并,然后按照特定的格式存储,产生冗余空间,最后把待隐藏信息装载入冗余空间.该方法不仅能实现大数据量的信息隐藏,而且信息隐藏的位置是图像的最大意义位,这就使得信息隐藏的安全性比以往的最小意义位(LSB)信息隐藏技术有了更大的提高.     

加密同轴全息数字水印

在研究数字全息技术的基础上,提出了一种新的加密的同轴全息数字水印方法。该方法包括加密和解密两个过程。加密过程首先将原始二值水印图像经过输入面和频谱面上分别放置随机相位模板进行调制加密,生成加密的复数图像,将其作为物光信息,再与参考光信息叠加生成同轴全息图像,然后将其作为水印嵌入到载体图像中;解密过程是加密过程的逆过程,水印重建不需要原始图像的参与,属盲检测过程。在理论分析部分证明了该水印技术的有效性,在仿真实验部分证明了该水印技术具有抗随机噪声干扰、剪切干扰、有损压缩和低通滤波等常见的干扰能力。文中还详细研究了全息数字水印的嵌入强度及对应恢复水印的效果。     

无线传感器网络中基于邻居簇的JPEG2000多节点协同图像压缩方法

针对无线传感器网络能量、存储、处理能力严重受限的特点,一些学者提出了“在网计算”的思想,对实现无线传感器网络中大尺寸、高分辨率图像的压缩和传输极具指导意义。结合JPEG2000算法流程以及无线传感器网络的网络拓扑结构特点,本文提出一种基于邻居簇的JPEG2000多节点协同图像压缩方法,即将相机节点采集的图像分片,然后将压缩任务转移到多个邻居簇内,由多节点协作共同完成。仿真结果表明,该方法不仅使无线传感器网络中实现大尺寸图像的JPEG2000编码成为可能,且极大地缓解了相机节点的能耗压力,进而延长网络生命周期。     

二维小波变换在JPEG2000图像编码中的应用

为研究小波变换的性能,本文运用Matlab编程语言对基于二维小波变换的JPEG2000图像编码器进行分层压缩仿真,测试分解层数与量化步长对图像编码的影响,和JPEG2000中不同小波基的选择对图像压缩效果的影响。实验结果表明小波的分层压缩可以获得任意压缩比的图像,要根据图像类型和所需压缩比选用小波基。实验结果对小波变换在图像编码领域的应用有理论价值及实际意义。     

JPEG解码器的事务级建模

JPEG（Joint Picture Expert Group）标准提供了压缩静态图像的方法和语法。它的主要应用是以压缩的形式存储和传输静态图像。因此它在数字图像、数码相机、网页嵌入式图像和许多其它的领域中有着广泛的应用。随着移动终端、多媒体、Internet网络、通信以及图像扫描技术的发展,人们对图像数据处理的实时性要求越来越高,用软件压缩数据的方法已经难以达到实时性的要求。所以用硬件实现图像处理算法已经成为必然的趋势。也成为目前研究的热点问题。