生物特征圖像的高效圖像安全編碼研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展帶來了信息共享、信息交流的時代，與此同時，隨著指紋識別、掌紋識別、虹膜識別、人臉識別技術(shù)的研究和發(fā)展，生物特征圖像識別技術(shù)依據(jù)生物特征普遍性、唯一性的特點，在軍事、生物醫(yī)療、政治等對信息安全要求極高的領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。生物特征圖像以常規(guī)數(shù)字圖像的方式進行信息存儲，因而其所占用存儲空間大。由于傳輸帶寬和存儲空間有限，且有關(guān)生物特征圖像的數(shù)據(jù)信息在傳輸?shù)倪^程中可能存在被破解權(quán)限、竊取密碼的風險。因此，本文結(jié)合圖像壓縮和圖像加

2、密技術(shù)，能夠保障解密重構(gòu)后圖像不失真的同時，降低密文的存儲空間，實現(xiàn)對生物特征圖像高效地加密，進而保障其信息的安全性。同時我們在對圖像進行壓縮的過程中完成對圖像的加密，能夠契合現(xiàn)代科技高速、高效的需求。
　　本文主要研究壓縮感知過程，針對生物特征圖像實現(xiàn)結(jié)合壓縮感知過程的加密算法進行研究，以實現(xiàn)生物特征圖像加密和信息保護，保障密文解密重構(gòu)后的圖像質(zhì)量高，從而降低對后續(xù)生物識別技術(shù)精確度影響。本文主要從以下兩大方面進行研究:

3、　　(1)我們提出一種基于對偶樹復小波變換的壓縮感知的生物特征圖像加密算法。采用對偶樹復小波變換對圖像稀疏表示，能夠克服傳統(tǒng)離散小波變換平移敏感性及缺乏方向敏感性的缺點，增強圖像的紋理信息和邊緣信息，變換系數(shù)更具有稀疏性。采用噪聲整形算法，最大限度地削弱非零變換系數(shù)的個數(shù)以及聚集變換系數(shù)高頻部分的能量，從而達到減少小波系數(shù)降低冗余的目的。從仿真實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn):選用對偶樹復小波變換比離散小波變換的解密重構(gòu)出的圖像質(zhì)量高，同時噪聲整形算法

4、對提升圖像質(zhì)量有明顯的效果，基于Fibonacci置亂次數(shù)作為一個關(guān)鍵密鑰，能夠增強加密算法安全性的同時，實現(xiàn)密文更加均勻分布。
　　(2)針對噪聲對重構(gòu)后圖像質(zhì)量影響較大的問題，我們在壓縮感知加密算法中融入高魯棒性的雙隨機相位編碼技術(shù)，同時為了擴大密鑰空間及增強算法的安全保密性，選擇對初始值敏感的混沌系統(tǒng)用于生成測量矩陣。經(jīng)過仿真實驗發(fā)現(xiàn):密文以平穩(wěn)的白噪聲的形式輸出，而密文的灰度直方圖呈現(xiàn)高斯分布，能夠抵御密文統(tǒng)計攻擊。該算法