基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的圖像加密算法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)、通信技術(shù)和傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，信息安全越來(lái)越成為人們不容忽視的問(wèn)題。圖像作為一種有效的信息載體，以其生動(dòng)形象等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，因此圖像安全是信息安全的一個(gè)重要研究方向。圖像加密是保證圖像安全的一種有效手段。目前，已提出一系列圖像加密算法，其中基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的圖像加密算法是研究熱點(diǎn)。本文在分?jǐn)?shù)傅里葉變換、隨機(jī)相位編碼和相位恢復(fù)算法的基礎(chǔ)上，研究了兩種加密算法，并對(duì)加密算法進(jìn)行了數(shù)值模擬。本文的主要工作概括如

2、下:
　　介紹了分?jǐn)?shù)傅里葉變換的基礎(chǔ)理論，提出了一種基于多階多參數(shù)離散分?jǐn)?shù)階隨機(jī)變換的圖像加密算法。通過(guò)在多參數(shù)離散分?jǐn)?shù)隨機(jī)變換的基礎(chǔ)上，將二維變換階次由水平和垂直方向各一個(gè)，變?yōu)榫仃嚨拿恳恍忻恳涣懈饕粋€(gè)，構(gòu)造成多階多參數(shù)離散分?jǐn)?shù)階隨機(jī)變換。將該變換直接運(yùn)用于圖像加密，通過(guò)數(shù)值仿真，驗(yàn)證了其有效性，且擁有很強(qiáng)的抗統(tǒng)計(jì)破解能力。相比于基于多參數(shù)離散分?jǐn)?shù)階隨機(jī)變換的圖像加密算法，本文提出的算法擁有更多的變換參數(shù)，更大的秘鑰空間，安全性

3、進(jìn)一步得到提高。結(jié)果顯示，此種加密法不僅有多重密鑰，密鑰靈敏度高，而且具有一定的魯棒性和抗噪性。
　　提出了一種基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的單通道彩色圖像加密算法。在該算法的加密過(guò)程中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)色彩立方體使原彩色圖像從RGB彩色空間轉(zhuǎn)換到R'G'B'空間，選三個(gè)新的顏色分量，R'和G'分量分別作為幅度和相位，在進(jìn)行相位調(diào)整后，進(jìn)行一定階次的分?jǐn)?shù)傅里葉變換，取變換結(jié)果中的幅度信息和新顏色分量B'，運(yùn)用基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換相位恢復(fù)的雙圖像加密算

4、法進(jìn)行加密，最后再對(duì)之前的輸出進(jìn)行三維置亂即可得到彩色密文圖像。空間旋轉(zhuǎn)的參數(shù)，變換的階次和三維置亂中四個(gè)種子參數(shù)都可以作為加密系統(tǒng)的密鑰。數(shù)值仿真結(jié)果驗(yàn)證了該加密方法的可行性、有效性以及安全性。
　　通過(guò)仿真分析分?jǐn)?shù)傅里葉變換的圖像特征，包含能量特征分布情況，相位和幅度的特征，總結(jié)出在任何階分?jǐn)?shù)傅里葉域中，都能夠同時(shí)間反映圖像的頻域和空域，當(dāng)變換階次不同的時(shí)候，分?jǐn)?shù)傅里葉域圖像的頻域、空域等特征也將發(fā)生一定的變化。經(jīng)過(guò)分析和研究