基于分数阶Fourier变换的图像加密算法研究及实现
随着计算机网络和通信技术的发展，多媒体信息的应用越来越广泛，而由于数字信息容易被盗取和篡改，对数字信息的加密和保护成为了信息安全的重要课题。与此同时，分数阶Fourier变换是现阶段光学、信息学的研究热门，将分数阶Fourier变换应用到图像处理中也是一个重要的研究方向。论文重点研究了分数阶Fourier变换的基本理论和性质，和它在信号处理、图像分析和图像加密中的应用，并对现代图像加密技术中应用较为广泛的混沌加密技术做了研究，分别分析了混沌置乱加密技术和变换域加密技术的特点，并针对现有加密技术的不足，提出了结合混沌置乱和分数阶Fourier变换的多重图像加密算法。
本文对基于分数阶Fourier变换的单、多分量chirp信号检测、参数估计及分离，含噪LMF信号滤波进行了分析讨论，仿真结果表明分数阶Fourier变换相较于Wigner-Ville分布和短时Fourier变换而言能够更好的分离和检测多分量chirp信号，对于含有加性噪声的单分量chirp信号，在信噪比较低时依然有较好的滤波效果；根据分数阶Fourier变换系数对阶数的敏感性和多样性，提出了基于分数阶Fourier变换的图像加密算法并仿真，结果表明该算法拥有较好的鲁棒性，能更好的抵抗统计特性攻击；在对混沌置乱图像加密技术做了一些研究后，提出基于混沌置乱的加密算法并仿真，该算法拥有较大的密钥空间，安全性好。通过对混沌置乱图像加密算法和分数阶Fourier图像加密算法进行仿真实验和分析对比，确定了优化加密算法的目的和思路，提出了改进的图像加密算法。仿真结果显示密文与明文相比灰度直方图更加平坦，均方误差与密钥极为敏感，相关性极低；算法具有较强的抗遮盖剪裁，抗噪声性能。最后，在DSP6711的平台上实现了加密算法，加密图像完全掩盖了明文的空频域信息。
分数阶Fourier变换;混沌系统;图像加密;数字信号处理器
西安工业大学
硕士
通信与信息系统
尚宇
2011
中文
TP309.7;TP391.41
86
2011-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）