空间混沌在图像处理中的应用

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1、山东大学硕士学位论文空间混沌在图像处理中的应用姓名：郑洋申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：刘树堂20060418摘要当前网络通讯技术不断发展，信息传输日益普及，对于网络信息的实时加密技术越来越受到人们的关注。在混沌研究中人们早就意识到混沌序列的类噪声随机特性在保密通信中的应用，并提出了用非线性参数作为密钥来设计混沌保密通信系统。由于混沌图具有非常优秀的混乱特性和对初始条件和参数的敏感性，在很多领域，其安全性、复杂性、加密速度和计算机的运算能力上显示出了很优秀的本质。以混沌为基础的加密系统就为我们提供了有效的加密途径，而且提高了加密速度，增强了加密的安全性。因此，目前的很多复杂系统

2、如果用非线性系统中的混沌进行加密，效果会更好。本文的主要内容介绍如下：I．混沌、图像处理与信息加密在本部分中，主要介绍了平面混沌和空间混沌的主要概念，阐述了图像处理及图像加密技术的发展现状，并论述了信息加密技术的主要方式和比较有效的加密手段。II．基于Baker图和Cat图的二维混沌加密图像的加密与文本的加密有很大不同，由于图像的一些本质特征，如多数据容量和高冗余度这些特点使得图像加密处理的方式与普通文本不同。在本部分中，列举出当前所被公认的两种混沌图，并简要叙述了这两种混沌图的加密方法的优、缺点。111．二维混沌对平面图像的加密方法在本部分中，以二维的混沌Cat图为例，设计一个实时加密

3、系统。由于数字图像经常被表示为二维的矩阵，为了尽可能的阻断像素之间的关联性，我们将二维混沌图Cat图引入图像加密系统，混乱图像像素的位置和灰度值，然后再利用混沌图来阻断原图像与加密图像之间的关系，并用陈氏系统产生密码。Ⅳ．空间混沌图像加密本部分研究了利用空间混沌对于二维图像的加密方法，论述了空间混沌对二维图像的加密与解密的具体步骤。并从此方法与通常的用一维非线性动力系统的混沌行为对于二维图像的加密进行了比较。结果说明，用空间混沌对于二维图像的加密具有更加突出的优越性。—暑——————，，』丝鐾垒鐾丝鎏：：：：：：，：—一在本论文的最后给出结论，说明本论文的不足并且提出仍需要解决和关注的相

4、关问题，并且对于空间混沌图像加密技术的发展与应用做出展望。关键字：Baker图；Cat图；空间混沌；平面图像；空间图像；加密：解密UAbstract111efascinatingdevelopmentsindigitalinformationtransmissionsandnetworkcommunicationsduringthiscenturyhavecreatedagreatdemandforreal-timesecureimagetransmissionovertheIntemet．Thechaos·basedencryptionisnotaverynewidea．Thescho

5、larswerealreadyusedthenonlineparameterstodesignacryptographicalgorithms．Duetotheexceptionallydesirablepropertiesofmixingandsensitivitytoinitialconditionsandparametersofchaoticmaps，andchaos-basedalgorithmshaveshownsomeexceptionallygoodprbpertiesinmanyconcernedaspectsregardingsecurity,complexity,sp

6、eed，andcomputationaloverhead,ete．Chaos-basedencryptionhassuggestedanewandefficientwaytodealwiththeintractableproblemoffastandhighlysecBreimagecneryption．SoweCallusedthiswaytoencryptthecomplexsystemsandtheeffectwereverywell．Thecontentisasf0Hows：I．Chaos．digitalimageprocessingandinformationencryptio

7、n．Inthissection,weintroducethefundamentalconceptionofthe2-Dchaosandspatialchaos，wealsodiscuesstheactualstateofthedigitalimageprocessingandencryption．ThenWeillustratethemainlyefficietwaytoeneryptthedigitalimages．Ⅱ．A2-Di