基于分數(shù)傅里葉變換的圖像加密算法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)、通信技術(shù)和傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，信息安全越來越成為人們不容忽視的問題。圖像作為一種有效的信息載體，以其生動形象等特點被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，因此圖像安全是信息安全的一個重要研究方向。圖像加密是保證圖像安全的一種有效手段。目前，已提出一系列圖像加密算法，其中基于分數(shù)傅里葉變換的圖像加密算法是研究熱點。本文在分數(shù)傅里葉變換、隨機相位編碼和相位恢復(fù)算法的基礎(chǔ)上，研究了兩種加密算法，并對加密算法進行了數(shù)值模擬。本文的主要工作概括如

2、下:
　　介紹了分數(shù)傅里葉變換的基礎(chǔ)理論，提出了一種基于多階多參數(shù)離散分數(shù)階隨機變換的圖像加密算法。通過在多參數(shù)離散分數(shù)隨機變換的基礎(chǔ)上，將二維變換階次由水平和垂直方向各一個，變?yōu)榫仃嚨拿恳恍忻恳涣懈饕粋€，構(gòu)造成多階多參數(shù)離散分數(shù)階隨機變換。將該變換直接運用于圖像加密，通過數(shù)值仿真，驗證了其有效性，且擁有很強的抗統(tǒng)計破解能力。相比于基于多參數(shù)離散分數(shù)階隨機變換的圖像加密算法，本文提出的算法擁有更多的變換參數(shù)，更大的秘鑰空間，安全性

3、進一步得到提高。結(jié)果顯示，此種加密法不僅有多重密鑰，密鑰靈敏度高，而且具有一定的魯棒性和抗噪性。
　　提出了一種基于分數(shù)傅里葉變換的單通道彩色圖像加密算法。在該算法的加密過程中，通過旋轉(zhuǎn)色彩立方體使原彩色圖像從RGB彩色空間轉(zhuǎn)換到R'G'B'空間，選三個新的顏色分量，R'和G'分量分別作為幅度和相位，在進行相位調(diào)整后，進行一定階次的分數(shù)傅里葉變換，取變換結(jié)果中的幅度信息和新顏色分量B'，運用基于分數(shù)傅里葉變換相位恢復(fù)的雙圖像加密算

4、法進行加密，最后再對之前的輸出進行三維置亂即可得到彩色密文圖像?？臻g旋轉(zhuǎn)的參數(shù)，變換的階次和三維置亂中四個種子參數(shù)都可以作為加密系統(tǒng)的密鑰。數(shù)值仿真結(jié)果驗證了該加密方法的可行性、有效性以及安全性。
　　通過仿真分析分數(shù)傅里葉變換的圖像特征，包含能量特征分布情況，相位和幅度的特征，總結(jié)出在任何階分數(shù)傅里葉域中，都能夠同時間反映圖像的頻域和空域，當變換階次不同的時候，分數(shù)傅里葉域圖像的頻域、空域等特征也將發(fā)生一定的變化。經(jīng)過分析和研究