图像人工退化研究

论文摘要

图像人工退化,即人为主动地通过可逆的方式降低图像的视觉质量。主要目的是实现商业图像的先用后买的商业模式。即先给用户发送经过退化处理的图片给其试用,待用户决定购买后,再提供解密密钥恢复原图。这样就可以将互联网的共享精神和商业的赢利目的融为一体,实现双赢。本文主要从选择加密和图像噪声两个方向,对图像人工退化进行了探讨和分析。主要所做工作如下:1.介绍并分析了基于选择加密的图像人工退化算法,包括位平面选择加密算法和DCT系数选择加密算法[1]。根据分析结果指出,在位平面选择加密图像退化中,最好不加密第一个和第二个比特位;在DCT系数选择加密中,建议对游程编码后的AC幅度值加密,而不是加密游程编码之前的AC系数。2.提出了一种新的选择加密退化算法。通过加密图像的部分像素来实现图像退化。实验表明,该算法不能抵御图像滤波的攻击。为此,提出按块加密的方案。实验证明改进可有效地提高算法对图像滤波算法的抵抗力。3.提出了利用图像噪声来进行图像退化的思路。并提出了加性噪声和乘性噪声两种模式。分别对两种模式进行了退化程度的量化分析,提出了退化程度的预测公式并进行了实验验证。4.对基于图像噪声的退化算法进行了安全性分析和改进。针对图像滤波攻击,提出了混合噪声的解决方案。对图像平均攻击,采用了选择模板进行二元加噪。5.最后,给出了论文的不足之处。本文最主要的创新点就是提出了基于噪声的图像退化算法。这种算法简单快速,利于实用。更重要的是,该算法可以量化分析图像的退化程度,在加性噪声的条件下,还可以估计退化图像的压缩率变化。这些在商业应用是非常重要的条件。这说明这种算法已经具备商业应用的基本条件。具有一定的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的
• 1.3 本文的主要工作
• 2 图像退化相关知识
• 2.1 密码学
• 2.1.1 密码学概述
• 2.1.2 密码的安全性评价标准
• 2.1.3 密码攻击方法
• 2.2 混沌与混沌密码学
• 2.2.1 混沌现象及其理论
• 2.2.2 混沌系统的特性
• 2.2.3 混沌在密码学中的应用
• 2.3 信息论概述
• 2.3.1 信息
• 2.3.2 信源
• 2.3.3 信息量和熵
• 2.3.4 图像信息熵
• 2.4 图像质量与图像噪声
• 2.4.1 图像质量评价方法
• 2.4.2 图像噪声
• 2.4.3 几种常用空间域图像去噪方法介绍
• 2.5 图像压缩编码技术
• 2.5.1 JPEG 标准简介
• 2.5.2 预测编码技术
• 2.6 本章小结
• 3 基于选择加密的图像退化
• 3.1 空域选择加密
• 3.1.1 选择部分像素加密
• 3.1.2 选择位平面加密
• 3.2 频域选择加密
• 3.3 算法性能总结分析
• 3.4 本章小结
• 4 基于噪声的图像人工退化
• 4.1 基于噪声的图像退化模型
• 4.2 噪声发生器的设计
• 4.3 基于加性噪声的图像退化算法设计
• 4.3.1 算法流程
• 4.3.2 图像退化程度量化分析
• 4.3.3 退化图像压缩率分析
• 4.3.4 安全性分析及改进
• 4.5 基于乘性噪声的图像退化算法设计
• 4.5.1 算法设计
• 4.5.2 图像退化程度量化分析
• 4.5.3 溢出控制与精度损失
• 4.5.4 安全性分析及改进
• 4.5.5 算法改进
• 4.6 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目