基于分數(shù)階變換的信息安全與圖像融合算法.pdf

1、博士學位論文基于分數(shù)階變換的信息安全與圖像融合算法INFMATIONSECURITYIMAGEFUSIONALGITHMSBASEDONFRACTIONALTRANSFMS郭擎哈爾濱工業(yè)大學2010年6月摘要摘要隨著網(wǎng)絡和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息給人們生活帶來極大便利的同時也出現(xiàn)了很多安全隱患，信息安全技術(shù)的研究變得越來越重要。圖像作為信息表達方式的主流，圖像信息安全問題成為人們關(guān)注的焦點。作為兩種常用的圖像信息安全技術(shù)―――圖像加密和

2、圖像水印，探索其新的算法對圖像信息安全技術(shù)的發(fā)展具有重要理論意義和實用價值。本文主要研究變換域的圖像信息安全算法。本文還研究了遙感圖像融合算法，從算法形式上講，圖像融合可看成一種可視水印，其在遙感領域中的應用非常廣泛。具體研究工作概括如下：提出了一種彩色圖像加密算法。常用的RGB色彩空間不能很好地適應實際中人眼所能解釋的顏色，因為彩色圖像并不真的是由三原色圖像簡單合成的。人眼所能解釋的顏色應由亮度(Intensity)、色度(Hue)和

3、飽和度(Saturation)來描述，IHS色彩空間很好地滿足上述特點。把RGB彩色圖像變換到IHS空間，對IHS空間中的不同成分分別用離散分數(shù)隨機變換和阿諾德變換進行加密。阿諾德變換是一種位置加密形式，離散分數(shù)隨機變換是一種像素值和位置的雙重加密形式。離散分數(shù)隨機變換的隨機性保證了該算法的安全性，離散分數(shù)隨機變換的分數(shù)階和阿諾德變換的迭代次數(shù)進一步提高了算法的安全性。加密算法密鑰一般需要保存下來為解密服務，相對于傳統(tǒng)的雙隨機相位編碼加

4、密，該算法在保證較高安全性的同時節(jié)省了密鑰存儲空間，對常用的破解攻擊還具有良好的魯棒性。研究了離散分數(shù)隨機變換用于水印算法的魯棒性。離散分數(shù)隨機變換既具有分數(shù)傅里葉變換良好的數(shù)學性質(zhì)，還具有自身特有的隨機性。比較分析了離散傅里葉變換、離散分數(shù)傅里葉變換、離散余弦變換和離散分數(shù)隨機變換域相同水印算法的魯棒性。由于離散分數(shù)隨機變換譜的隨機分布特點，變換譜能量均勻分散開來，在保證較高水印容量的同時對常用的攻擊也有較好的魯棒性。由于該變換的隨機