数字图像加密效果评估方法研究

《数字图像加密效果评估方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号:TP39110710-2015124025硕士学位论文数字图像加密效果评估方法研究孙伟阳导师姓名职称李珊珊副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称信息与通信工程论文提交日期2018年4月2日论文答辩日期2018年5月26日学位授予单位长安大学ResearchonimageencryptionperformanceevaluationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：SunWeiyangSupervisor：Prof.LiShanshanChang’anUniversity,Xi’an,China摘要当今

2、互联网信息的传输越来越多以图像的方式进行，图像在传输过程中的安全性问题显得尤为重要。图像安全传输最直接有效的方式便是加密图像。数字图像加密的主要目的是把给定的图像信息扰乱，使人们无法直接通过人眼观察到明文图像的真正内容，提高图像传输的安全性。经过长期的探索，研究人员提出了许多图像加密算法，其中大多数利用的是像素位置置乱和像素值置乱的方法。层出不穷的图像加密算法使得如何评估图像加密效果的好坏成为了热点问题,目前已有几十种评估方法被提出,但并没有一个统一的标准。本文对现有的数字图像加密效果评估方法进行讨论与分析,指出其存在的问题,如许多评估方法对密文图像信息考虑的不全面,有的评估方

3、法只考虑到不同的图像使用同一种加密算法,虽然结果不同，但评估效果波动性比较大且存在差异等。本文对几种常用的数字图像加密效果评估方法进行了深入的研究与分析,并设计了两种新的方法。一种是基于扑克测试的图像加密效果评估方法，该方法在时域通过邻域选择和剪辑扫描的方式，考虑到图像像素的相关性，并通过计算其卡方测试值，对密文图像进行随机性测试。另一种是基于离散余弦变换的图像加密效果评估方法，在频域中通过分析图像的能量分布情况来判断图像置乱的程度，也可以利用明文图像与密文图像的频谱系数差值，构造二维差值系数矩阵，利用信息熵的概念，得到在频域条件下的分析方法。该方法可以有效的反映出迭代次数与其

4、密文图像效果之间的关系，并与人眼视觉感知效果相一致。关键词：图像加密，加密评估，扑克测试，离散余弦变换IAbstractNowadaysmoreandmorepicturesorvideosaretransmittedbyopenaccessnetworks.Theconfidentialcontentofthesevisualinformationshouldbeprotected.Themoststraightforwardsolutionforthisproblemishidingandencryptingusefulvisualinformationbeforetran

5、smission.Imageencryptionisaneffectivesolution,whichmakesitimprobabletofindthecontentoftheplaintextimagebyhumanvisualsystemaswellasthecomputersystem.Researchershaveproposedenormousencryptionalgorithms.Mostofthesealgorithmsarebasedonpixelpositionshufflingorpixelvaluesscrambling.Howtoevaluateth

6、eperformanceofanimageencryptionalgorithmisanattractiveissueforresearchers.Althoughsomeevaluationmethodshavebeenpresented,thereisnogenericstandard.Thispaperdiscussestheexistingencryptionevaluationmethodsandindicatestheirshortcomings.Someoftheevaluationmethodsonlyfocusononeaspectofencryptionin

7、formation.Thesameimageevaluationperformancemaygetdifferentresults.Theevaluationperformancealwayshasahugevolatilityanddifference.Thispaperdesignstwoimageencryptionevaluationmetrics.Oneisbasedonthepokertest.Theciphertextimageistransformedtobitstream.