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1、基于改进BCD码及DCT变换的图像置乱算法研宄张波1崔基哲1JongWeonKim21延边大学经济管理学院信息管理与信息系统吉林延吉133002;2韩国祥明大学著作权保护专业，首尔110743)(zhangbo0037@gmail.com;cuijizhe@gmail.com;jwkim@smu.ac.kr)【摘要】本文提出了一种新的频域空间图像置乱算法，频域空间转换采用了离散余弦变换(DCT)，图像的置乱过程则使用基于种子的伪随机矩阵法。为了在有限的可置换范围内提高置乱效果，论文中提出一种改进BCD(Mo
2、difiedBinaryCodedDecimal，MBCD)码，提高了还原后的图像质量，并有效抑制住了离散余弦变换中时常发生的块效应。新提出的图像置乱算法具有明显的特点，置乱后取值范围高度集中在特定范围之内，这种特点在需要设置前提条件的置乱算法应用中具有推广性。【关键词】离散余弦变换；改进BCD码；图像置乱；加密算法；【屮聞分类号】TN05【文献标识码】AAnImageScramblingAlgorithmBasedonModifiedBCDandDCTTransformZhangBo、CuiJizhe1,
3、JongWeonKIM21CollegeofEconomicandManagement，YanbianUniversity,JilinYanji133002,China;—Depl.ofCopyrightProtection，SangmyungUniversity,Seoul110743,Korea)AbstractThispaperpromoteanewimagescramblingalgorithmaboutfrequencydomain，thefrequencydomaintransformbyDCT
4、,whiletheimagescramblingprocessbasedonthepseudo-randommatrixmethodofseed.Inordertoimprovetheeffectofscramblingwithinlimitedreplaceablespace，animprovedBCDcodeisputforwardtoincreasetherestoredimagequalityandblocktheBlockingArtifactinDCTprocess.Thisnewalgorit
5、hmhasobviouscharacteristic，thatis，therangehighlyconcentratedwithinaspecificrangeafterscrambling,thischaracteristichaspromotionalvalueinthescramblingalgorithmwhichneedtosetupthepremise.KeywordsImageencryption;ModifiedBCD;ImageScrambling;DiscreteCosineTransf
6、orm引言2DCT变换及MBCD码图像置乱采用密码学的基本思想和一些新的手段，将需要保护的图像直接进行賈乱或分存等处理［1］，使其在视觉效果上不包含任何有意义的内容来达到加密目的。0前常见置乱方法主要有Arnold变换、IFS模型、Conway游戏和Gray码等，置乱之后的图像素取位范围基本都分布在整个空间，大部分都呈现随机性［2-51。本文运用改进BCD码及DCT变换来实现图像置乱，置乱结果图的像素值取值范围与传统置乱算法有明显的区別，色阶分布呈现窄带域，直方图也具有相同的特点。这种置乱效果在航空图像及医
7、学图像的安全传输和保密保存中具有可推广性。经测试发现，这种窄带分布没有影响阁像貫乱效果，成功抑制了频域算法中存在的块效应。2.1DCT变换的性质DCT变换是线性正交变换，二维DCT变换有可分离性等特点。基于这种特点，DCT在需要对大量数据实时处理的图像处理屮具有非常重要的地位。二维DCT变换公式如下：C(«,v)=a(w)a(v)^,/U，)，)cos［(2其中，W=0，l,…，M-l;v=0,二维DCT反变换公式如下：/U，=a(w)a(v)C(“，v)cos［幻二⑽］M=ov=o2/V其中，x=0,1,
8、y=0,1,…，N-l2.2改进BCD码BCD码可分为有权码和无权码。有权BCD码有8421二进制替换
9、A矩阵置乱图还原图图2图像賈乱处理过程图三区码、2421码、5421码；无权BCD码有余3码、格雷码等。本文针对有权BCD码中的8421码进行改进，分別用不同的两个8421有权码来表示像素值，川来替换原来的十进制数的一种方法。此种替挽方法具有使用灵活，携带信息量增多等优点。BCD码的改进方式如下：改进1:BCD
