圖像壓縮感知與圖像加密融合算法研究

《圖像壓縮感知與圖像加密融合算法研究》是依託南昌大學，由周南潤擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：圖像壓縮感知與圖像加密融合算法研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：周南潤
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

本項目擬結合密碼學和壓縮感知的原理，從資訊理論的角度，研究並構建圖像壓縮感知與圖像加密融合算法的資訊理論安全性模型。該模型將解決不同圖像加密方案的安全性分析手段不統一的困難，將為圖像加密系統的技術實現提供安全性判據。在資訊理論安全性模型的框架下，充分考慮信息安全和密碼學層面的約束，利用密鑰控制壓縮感知中隨機測量矩陣或/和稀疏基的產生，研究並設計具有資訊理論安全性的圖像壓縮感知與圖像加密融合算法，利用相同的密鑰生成相應的隨機測量矩陣或/和稀疏基對圖像進行解密和重建。這些算法將一次性同時實現對圖像的壓縮和加密，以期有效節約密鑰消耗量和傳輸頻寬，並克服現有圖像加密方法對圖像壓縮程度不夠、壓縮與加密相對獨立導致算法複雜甚至存在安全問題等缺陷，進一步完善圖像加密系統的安全性和可用性。本項目的完成將為軍事、金融等領域敏感圖像的實時安全通信提供系列有效的算法，並將使圖像壓縮感知與圖像加密融合研究取得突破性進展。

結題摘要

圍繞研究內容和研究目標，課題組積極開展相關研究工作，提出了基於壓縮感知理論、非線性分數梅林變換、離散分數餘弦變換、分數哈特萊變換、離散分數角度變換等及其變體的系列單圖像、雙圖像、多圖像或彩色圖像加密算法或者壓縮加密算法，共發表或錄用學術論文30篇，其中SCI收錄期刊論文20篇，EI收錄期刊論文7篇，EI收錄會議論文1篇，中文核心期刊論文2篇；申請國家發明專利10項，其中授權5項；培養博士、碩士研究生17人，其中完成博士學位論文1篇，碩士學位論文11篇，2篇學位論文評為2015年江西省優秀碩士學位論文。主要成果包括：基於壓縮感知中測量矩陣受密鑰控制的圖像壓縮加密耦合算法，基於壓縮感知的圖像壓縮加密算法，基於二維壓縮感知和分數Mellin變換的圖像壓縮加密方案，結合基於離散小波變換的二維壓縮感知與分數Mellin變換的雙圖像加密方案，基於超混沌系統與二維壓縮感知的高效圖像壓縮加密方案以及基於解析稀疏表示的圖像壓縮加密耦合算法。論文發表後受到同行的廣泛關注，其中1篇論文入選ESI高被引論文和ESI熱點論文。部分算法一次性同時實現了對圖像的壓縮和加密，有效節約了密鑰消耗量和傳輸頻寬，並克服了現有圖像加密方法對圖像壓縮程度不夠、壓縮與加密相對獨立導致算法複雜甚至存在安全問題等缺陷，完善了圖像加密系統的安全性和可用性。