基于混沌算法及压缩感知的图像压缩加密算法研究

发布时间：2021-12-31 19:26

　　文章根据三个一维映射通过串联及并联构造了一维复合混沌系统,并提出结合压缩感知理论进行优化改进.利用两幅图像灰度级为256对改进后的算法进行仿真实验,仿真实验结果表明,改进后的算法具有良好的抗干扰能力,通过原图像和加密处理后的加密图像在直方图、相邻像素相关系数等对比分析可以看出,此次提出的加密算法具有非常好的效果. 

【文章来源】：微电子学与计算机. 2020,37(02)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

一维复合混沌系统结构图

此次选取两种不同大小的图像A1、A2来进行改进算法的性能测试,具体的参数设置为α=0.985,μ=0.615,γ=1.151,设置压缩比M/N为0.75,利用此次优化改进算法进行信噪比重构,重构后的图像经过加密后基本上已经看不出任何与原图有关的意义内容.随着压缩比的增加,得到的PSNR值逐渐提升,算法在重构性能上虽然表现的略低,但是具有较好的安全性能和效率.图像统计分析主要采用直方图来进行图像分布特性的研究,为了进行防止统计分析攻击,绘制出加密后图像的直方图.直方图平稳分布,则说明了像素之间具有偏弱的相关性,分布越平稳,则说明越接近理想值,图像信息熵越大越好.图2是图A1加密前后得到的直方图.从图中可以看出,经过加密之后的图像像素呈现为更加均匀的分布,原图图像会有着各种波谷或尖峰,在经过加密后无法从中得到有用的信息.对于相似直方图而言,图像越平稳分布,那么就说明像素之间的相关性越弱,与之对应的是图像信息熵越大越好,更加贴近于理想值.对于图像统计而言,其非常重要的一个统计特征就是相邻像素之间的相关系数,设第l个像素的方差和均值分别是D(x)E(x),分别从原图像和加密图像中随机抽取2000对相邻像素来计算对角、垂直和水平三个方向上的相关系数,计算结果详见表1中所示.从表中可以看出,A1、A2两个图像在经过加密算法处理后,在对角、垂直以及水平这三个方向上的相关系数都显著下降,说明了此次提出的改进加密算法有着非常好的混淆作用.

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3560832