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1、無(wú)帶寬擴(kuò)展的圖像置亂技術(shù) 目錄 n何謂圖像置亂? n一維置亂技術(shù) n二維置亂技術(shù) n圖像置亂 n實(shí)際測(cè)試 何謂圖像置亂? n所謂“置亂”,就是將圖像的信息次序打亂,將 a像素移動(dòng)到b像素的位置上,b像素移動(dòng)到c像素 的位置上使其變換成雜亂無(wú)章難以辨認(rèn)的圖 像。 n置亂實(shí)際上就是圖像的加密,與加密保證安全性 不同的是,將置亂的圖像作為秘密信息再進(jìn)行隱 藏,可以很大限度的提高隱蔽載體的魯棒性。所 以圖像置亂是信息隱藏中非常常用的一項(xiàng)技術(shù)。 一維置亂技術(shù) nslepian證明離散橢球序列(dpss)構(gòu)成 的正交基可以跨越序列的子空間從而使序 列接近帶限。 nwyner 使用slepian的創(chuàng)意從而設(shè)
2、計(jì)了一個(gè) 可以忽略帶寬擴(kuò)展的1-d置亂方案。 一維置亂技術(shù) 正交基 原始序 列 置亂序 列 一維置亂技術(shù) n根據(jù)slepian的研究成果,dpss是一組實(shí) 值序列 及對(duì)應(yīng)的一組實(shí)數(shù) 其頻帶范圍為-w,w。 n實(shí)對(duì)稱(chēng)矩陣 歸一化特征向量和特征值 一維置亂技術(shù) n對(duì)任意序列a(n)可由j構(gòu)成的正交基表示 n首先,根據(jù)序列a的個(gè)數(shù)n及給定的帶寬w, 我們可以求出dpss的系數(shù)j; n接下來(lái),我們選擇v使v-1足夠大; 一維置亂技術(shù) n最后,我們通過(guò)一個(gè)正交的vv矩陣m將系 數(shù)j置亂,從而得到置亂序列: n其中=m,可將(9)式等價(jià)變形為: 密鑰 二維置亂技術(shù) n定義序列a(n1,n2),0n1n1-
3、1, 0n2n1-1 內(nèi)積 頻譜 帶限序 列頻譜 二維置亂技術(shù) n假定序列a(n1,n2),令n1=n2=n的頻譜分量集 中于-w,w -w,w,通過(guò)2d dpss我們 可以計(jì)算出系數(shù)j ; n接下來(lái),我們?cè)?,n2范圍內(nèi)選擇參數(shù) v使v足夠大; 二維置亂技術(shù) n最后,我們通過(guò)一個(gè)正交的vv矩陣m將系 數(shù)j置亂,從而得到置亂序列: n其中=m,可將上式等價(jià)變形為: 圖像置亂 n首先進(jìn)行矩陣相乘=sa,其中矩陣s的 第j+1行即基向量j ; n接下來(lái)進(jìn)行置亂變換=m ; n最后得到置亂序列b=st。 n從中可得復(fù)合變換矩陣為: n =maxa= = 圖像置亂 n原始像素值i(n1,n2) 0,l
4、-1存儲(chǔ)于 n置亂序列可由下面兩種方式獲得 (1)b= a; (2) 圖像置亂 n置亂圖像的像素值為: n在解擾階段,接收端接收置亂圖像并將其 以如下形式儲(chǔ)存, n執(zhí)行逆變換后,解擾圖像像素值為: 圖像置亂 n這種變換有兩個(gè)缺點(diǎn): (1)由于在變換過(guò)程中采用了取整操作, 是的解擾后的圖像與原始圖像存在差別; (2)置亂圖像疊加噪聲后會(huì)被放大倍。 實(shí)際測(cè)試 b/w文本 實(shí)際測(cè)試 n在實(shí)踐中,塊的大小必須根據(jù)不同的需要 仔細(xì)選擇,如特定的應(yīng)用、置亂圖像存儲(chǔ) 和傳輸?shù)奶囟ǜ袷?、解擾器的運(yùn)算能力等。 n構(gòu)建dpss的通帶也應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選 擇,通帶越小,置亂和解擾的操作就越快 并且所使用的頻率范圍也越小,但也使得 加密空間變小。 實(shí)際測(cè)試 n實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用直角形和球形dpss對(duì) 圖像進(jìn)行置亂都可以是圖像變得不知所云。 同時(shí),從圖中可以看出如果使用球形dpss 就可以選
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