摘要
21世纪的信息通信方式发生了巨大的变化，互联网已经成为了人们的日常交流中不可或缺的部分。作为互联网传输数据重要组成部分的数字图像由于缺乏保密措施而频繁地发生图像信息被盗的问题，因此针对数字图像的加密需求逐渐增大，而且，随着图像分辨率的增大，加密效率成为必须考虑的问题。除此之外，随着多媒体数据的数据量猛增，信道资源日益紧张，缓解传输数据量剧增与信道资源有限的矛盾也成为了不可避免的问题之一。图像压缩加密技术能够有效地解决这两个问题。 由于混沌系统能够感知初始状态的细微变化，混沌序列表现出随机性等特征，众多的研究人员选择将其应用于数字图像加密领域。然而，随着计算机计算能力的提升，许多基于低维混沌系统的图像加密算法都被证实可由计算机进行暴力破解，因此利用高维混沌系统替代低维混沌系统是当前图像压缩加密领域的研究热点之一。本文提出一种适用于图像预览场景的基于六维超混沌系统的数字图像压缩加密算法： （1）设计了一个新型的六维超混沌系统，解决了低维混沌系统无法提供满足安全需求的密钥空间的问题。 （2）基于六维超混沌系统，提出了一种能够实现图像快速加密的算法。该算法中，为了降低图像加密过程中的计算复杂度，仅采用置乱、全排列以及异或操作来实现数字图像的加密。实验结果证实，该加密算法能够抵抗常见的分析方法，并能以较短的时间实现数字图像加密，提高了图像加密的效率。 （3）将信息隐藏和数据压缩结合，提出了一种能够有效减少传输数据量的数据压缩算法。在该算法中，原始图像被分为信息图像与缩略图像，信息图像经过离散余弦变换、阈值量化和哈夫曼编码得到的二进制码流通过信息隐藏技术嵌入至缩略图中。缩略图像即可用于信息隐藏的载体，也可实现图像预览的功能。实验结果证实，该压缩算法能实现传输更少的数据量来表现同一图像内容，并且原始图像的内容仍然能够很好的被恢复。 （4）结合加密算法与压缩算法的优势，提出了图像压缩加密算法。将原始图像分为信息图像与缩略图像，对信息图像经过压缩后得到的码流进行加密，最后使用信息隐藏技术将加密后的数据嵌入缩略图中。实验仿真结果证实压缩加密算法能够实现一定的数据压缩效果，减少传输数据量，同时也实现了嵌入数据的安全保护。
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