开题报告07652

Yangtze University College of Arts and Science 毕业设计开题报告 题 目 名 称 数字图像置乱方法的研究 学 部 理工学部 专 业 班 级 通信 5071 学 生 姓 名 陈炜 指 导 教 师 王圆妹 辅 导 教 师 王圆妹 开题报告日期 数字图像置乱方法的研究 学 生： 陈炜 ， 长江大学文理学院 指导教师：王圆妹，长江大学电子信息学院 一、题目来源 本系统来源于其他 二、研究目的和意义 随着网络技术的快速发展 ,电子商 务和电子政务已经开始普及 ,大量的文件将以数字图像形式在网上传播。因此使得信息的安全性和有效性成为人们关注的焦点。图像信息在网络存储和传输过程中 ,很容易被非法截取 ,进而导致比较严重的后果和造成很大的损失 , 如何保证图像信息的安全传输成为一个重要的研究课题 . 通过在理论上分析遍历矩阵和置换群的同构关系，定义了遍历矩阵对应的置换运算和符号体系，再统一的框架下表达各 种图像置乱变换。随后，我们分析纯位置移动算法的弱点并作了改进，给出了一种新的自适应图像置乱加密算法，经过本算法加密的图像可以有效地防止已知明文的攻击，并 具有很好的完整性保护功能，亦可用于图像验证。最后，我们分析了新算法的速度和安全性，并对其置乱效果进行了对比和评价，并验证了其在完整性保护方面的功能。 论文的另一部分工作是对图像变换的动力系统性状分析。我们考察了图像置乱过程中的熵的变化，定义了图像置乱后的全息度概念，并将其运用于图像的全息化存储和传输。 结合小波提升和人眼视觉系统(HVS)特点 ,通过对原始图像置乱预处理 ,改变其小波域能量分布 ,然后将水印数据以均值量化的方式嵌入到其低频子带。该方法同时兼顾了水印不可感知性和鲁棒性的需求 ,并有较大的数据容量。 这方面 研究有些尚在理论阶段，但大部分理论已经得到了有效验证。其中相当一部分内容蕴涵了原始性的创新思想 。 伴随 Internet 和现代通信技术的日益提高 ,数字多媒体信息得到更加广泛的传播。为了防止受版权保护的多媒体内容被非法获取、处理、和传播 ,针对版权保护的多媒体信息保护机制正成为全世界需要亟待解决的热点问题。数字图像置乱加密技术依据空间域主要分为基于位置空间、颜色 .。 用正常的多媒体文件 (如图像、视频、音频等 )作为掩护 ,隐藏秘密文件进行信息的传递成为一个重要的发展方向。相对于版权保护的水印技术 ,它是一个要求盲提取、 大容量和良好不可感知性的信息隐藏技术。 信息隐藏是集多学科理论与技术于一身的新兴技术领域，它利用人类感觉器官对数字信号的感觉冗余，将一个消息（称为待隐消息或秘密消息）隐藏在另一个消息（称为遮掩消息或载体）中，而由于在隐藏后外部表现的只是遮掩消息的外部特征，故并不改变 。 不过，随着时代的前进，社会的进步，科技的发展，新的需要、新的发展机会将不断产生；通信中新的问题、新的方式将不断涌现。以信息隐藏技术为基础的隐蔽通信技术正是最新涌现出的一朵绚丽奇葩。 加密通信仅能隐蔽通信的内容，让别人不能理解。而基于信息隐藏的隐 蔽通信，不仅能隐蔽通信的内容，而且能隐蔽通信的发送者、接收者，甚至秘密通信的存在。这在保密通信，特别是军事通信中是非常需要的。既隐蔽通信的内容，又隐蔽通信的存在，正是本论文研究的初衷和目的。 三、阅读的主要参考文献及资料名称 1.杜高平，蔡翔云。 Hash 置乱数字水印算法，云南大学学报（自然科学版）， 2009，31（ S1）； 234-236。 2.朱桂斌，曹长修，胡中豫，何世彪，柏森。基于放射变换的数字图像置乱加密算法。计算机辅助设计与图形学学报，第 15 卷 第 6 期 2003 年 6 月 。 3.丁玮，闫伟齐，奇东旭。基 于 Arnold 变换的数字图像置乱技术，计算机辅助设计与图形学学报，第 13 卷第 4 期。 4.张行才，张长江，贾泂。基于混沌和置乱双重加密的数字图像水印算法，光电工程 第 36 卷 第 8 期 2009 年 8 月。 5赵学峰 （兰州 730070）。基于混沌映射的数字图像置乱方法，微电子学与计算机报 2003 年第 8 期 。 6.李春霞，杨树国。图像混沌置乱及加密方法，青岛科技大学学报（自然科学版）第 30 卷第 1 期。 7车生兵，车祖国。一种脆弱的图像自适应置乱算法，计算机工程 第 35 卷 第 5期。 8刘兵 ，王珂，周勇。一种新的数字图像置乱方法，中国矿业大学 计算机学院，江苏 徐州 221116.计算机工程与应用 2010， 46（ 6） 。 9姜婷，何鲲。基于小波变换和置乱技术的自适应二值水印新算法。安徽大学学报（自然科学版） 2009 年 7 月第 33 卷第 4 期 。 四、国内外现状和发展趋势与主攻方向 当今信息产业是以信息与计算机技术结合为特征，因此也称为数字信息产业。近10 年间，信息产业已成为高科技产业中增值最快、产品附加值最高、发展速度最快、拓展领域最宽的朝阳产业。信息产业按信息传输和获取的方式可划分为 声音、文 字技术信息产业、图像技术信息产业两大部分。前者在前 10 多年间得到了跳跃式的发展，在国外铸就了摩托罗拉、美国在线等产业巨人，在国内造就了一批像北大方正、深圳华为等科技新秀。后者则时至今日仍未形成系统化、大规模的产业群。 关于数字图像技术现状及趋势、产业化现状及趋势，目前国内企业界研究尚少。数字图像技术的发展历程 。 数字图像是指可以用数码方式记录、处理、传送和输出的图像。发展历程： 20 年代：提出了数字图像的概念。 60 年代：第三代计算机的研制成功，以及FFT 算法的发现和应用使得对图像的某些处理得以实现，人们 从而开始利用计算机对图像进行加工和利 。 70 年代：图像技术有了长足的进展。 80 年代：计算机、传感 器、微电子技术推动数字图像技术飞速发展。人们不仅能够处理二维图像，还能处理三维图像。 90 年代：数字图像技术已涉及人类生活和社会发展的各个方面。 数字图像可以直接输入到计算机，利用计算机强大的运算能力，人们可以随心所欲地对数字图像进行各种复杂的运算。比如说给数字照片上的某个人换上不同的发型，改变其面部表情，换上自己喜欢的拍摄背景等。在电影业，许多美国大片的特技镜头是由计算机工程师通过电脑合成的。 通过计算机网络， 实现图像信息资源共享 。 当今世界是一个以计算机和网络技术为代表的信息世界，而图像信息占据了各种信息量的 80%左右，数字图像技术已成为多媒体技术的核心。利用数字图像技术，人们可以在电脑上收看网上新闻直播、网络电影，浏览各种商品。人们也可以用互联网把自己喜爱的照片或数码录像发给任何一个人。新闻记者可以在事发现场将数码相片在第一时间内发送到世界各地。利用数字图像信息可以实现实时控制如军事上的精密跟踪制导，工业上机器人的应用，医学上显微手术的实现均得益于数字图像技术的发展。 五、主要研究内容，需重点研究的关键 问题及解决思路 5.1 主要研究内容 1、掌握 BMP图象的基本的读写操作 。 2、 图像加密，隐藏，安全性处理 3、编 程实现数字图像置乱 的 经典算法。 4、提出改进的 图像置乱的 算法 并编程实现 （基于 DCT 域的 图像置乱的 算法或基于离散小波 变换 域 图像置乱 等算法），并与 经典 的算法进行优缺点的比较。 5、调试程序 5.2 需要重点研究的关键问题 图像隐蔽 图像加密 改进的 图像置乱的 算法 编程实现 5.3 解决思路 掌握 BMP 图像的基本的读写操作了解置乱技术的理论基础和基本算法图像隐藏图像加密 编程实现改进图像置乱算法编程调试 六完成毕业设计所必须具备的工作条件及解决的办法 本 课题组对试验的设计进行了多次系统的研究，已经积累了一定的理论基础和设计经验，具备一定的科研能力。但是由于受到知识面狭窄，设计能力不够等不利因素的影响 ,对该课题的知识和研究能力还需要一段时间的学习。通过阅读大量的文献书籍和电子资料 ,必须充分发挥主观能动性，有效地利用这些资源，查阅与本课题相关的内容 ,在指导老师的指导下认真完成实验工作 ,经常与同学交流，互相学习 ,多思考，勤动手，善于创新。相信通过自己的努力，一定能达到预期 的研究目标。 操作系统为 Window XP Matlab软件系统 七、工作的主要阶段 ,进度与时间安排 第一阶段 2010年 11月 15日前 下达学生论文写作任务书 第二阶段 2010年 12月 7日 撰写开题报告并交指导老师修改 第