基于混沌算法的视频会议图像加密方法研究

论文摘要

对于多媒体信息,尤其是图像和声音信息,传统的加密技术将其视作普通的数据流进行加密,没有考虑到多媒体数据的特点,具有一定的局限性。论文讨论了一种专门针对图像数据流点阵特征的图像加密算法。借助混沌动力学系统过程既非周期又不收敛,且对初始值十分敏感的特性产生密码序列,用来在空间域加密图像。为降低计算复杂度,提高数据处理效率,本文设计将图像矩阵顺序划分为一系列子块作为处理单元,同时构造一张标识各图像子块初始位置排列顺序的地址索引表,然后利用混沌密码对子块地址索引表进行随机镜像置乱变换,打乱图像块原先排列的索引顺序,从而得到一种对应于密钥的置换关系。再按照乱序重新排列图像块,得到加密结果。在论文中,建立并选取图像块地址索引表为加密对象,避免了对整幅图像象素的直接置换操作,有效的降低了加密算法输入数据集的规模,提高了加密效率,使该加密方案更适于处理大数据量的图像,且算法简洁,应用灵活,适合于软件实现。通过理论分析和对以上图像加密算法进行软件模拟实验,证明本算法具有加密速度快,安全性高,无额外畸变产生,无冗余信息引入等特点,并且加密后文件尺寸没有增加,可以用作视频图像压缩的预处理过程。对于用软件实现图像的置乱变换加密提供了很好的借鉴。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 IP 视频会议现状及发展历程
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 视频会议概况
• 1.1.3 视频会议发展历程
• 1.2 视频会议的应用前景及面临的安全问题
• 1.2.1 视频会议的应用前景
• 1.2.2 视频会议应用中的安全问题
• 1.3 本文结构
• 第二章 图像加密传输概况及研究
• 2.1 图像加密传输概况
• 2.1.1 图像传输安全问题
• 2.1.2 图像传输技术
• 2.1.3 图像加密传输技术
• 2.2 视频加密技术研究现状及技术展望
• 2.2.1 视频加密技术研究现状
• 2.2.2 视频加密技术的发展
• 2.3 本章小节
• 第三章 基于混沌序列的图像加密方法
• 3.1 混沌理论
• 3.1.1 混沌映射
• 3.1.2 混沌序列的性质
• 3.1.3 混沌序列的生成
• 3.2 基于混沌序列的图像加密算法
• 3.3 本章小结
• 第四章 图像加密算法改进方案
• 4.1 复杂的典型混沌镜象加密
• 4.2 图像的分块与索引表的建立
• 4.3 混沌镜像加密算法的应用
• 4.3.1 混沌镜像加密安全且不产生畸变
• 4.3.2 混沌镜像加密算法加密索引表
• 4.4 JPEG 图像的压缩和加密
• 4.4.1 JPEG 图像压缩方法
• 4.4.2 JPEG 图像压缩过程中的问题
• 4.4.3 解密图像中的“方块”效应
• 4.5 IP 网视频会议图像的混沌加密
• 4.5.1 视频会议图像的加密方法
• 4.5.2 密钥的产生、分发、存储和管理
• 4.6 本章小节
• 第五章 实验数据分析
• 5.1 实验条件与架构
• 5.1.1 实验条件
• 5.1.2 实验架构
• 5.1.3 并行处理
• 5.2 程序实现
• 5.3 性能测试
• 5.3.1 混沌镜像加密算法试验
• 5.3.2 与典型混沌映射图像加密算法的比较
• 5.4 实验分析
• 5.4.1 失真度分析
• 5.4.2 加解密效率分析
• 5.4.3 混沌镜像加密视频图像的优点
• 5.4.4 混沌镜像加密视频图像的不足
• 5.4.5 混沌镜像加密算法展望
• 5.5 本章小节
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 附录 缩略语
• 作者简历 在学期间取得的学术成果
• 致谢