基于小波和分数阶傅里叶变换的混沌图像加密.pdf

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1、Ij{I2lIlllIii2I。。。。．。．。基于小波和分数阶傅里叶变换的混沌图像加密①高新技术李琼’胡绍海邱禧荷(1．北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044；2．东北大学中荷生物医学与信息工程学院辽宁沈阳11O819)摘要：为了进一步提高加密效果和效率，本文提出一种基于小波分解和分数阶傅里叶变换的混沌图像加密方法。加密过程包括三个步骤：首先利用混沌序列对图像进行像素值扰乱；然后进行小波分解并提取出低频分量，对其进行分数阶傅里叶变换；最后进行混沌置乱得到最终加密图像。仿真结果表明该方法能够成功实现图像的加密和解密，具

2、有很好的加密效果和安全性。关键词：分数阶傅里叶变换小波分解混沌加密Logisticl~射二维猫映射中图分类号：TN9I1文献标识码：A文章编号：I672-3791(2014)01(c)一0010-03ChaoticImageEncryptionBasedontheWaveletandFractionalFourierTransformLiQiong’HuShaohai’QiuXihe(1SchoolofComputerandInformationTechnology，BeijingJiaotongUniversity，Beij

3、ing，100044，China2．SchoolofZhongheBiomedicalandInformationEngineering，DongbeiUniversity，ShenyangLiaoning，110819。China)Abstract：Inordertogetabetterencryptedeffectandefficiency，inthispaper，anewapproachofchaoticimageencryptionbasedonthewaveletandfractionalFouriertransfo

4、rmisproposedtorealizemultipleencrypted．Encryptionprocessconsistsofthreesteps：First，thepixelvalueofanimageisdisturbedbythechaoticsequence．Afterwards，theconfusionimageisdealtwithwaveletdecomp0siti0nandthenthelow-frequencycomponentisencodedbyusingthefractionalFouriertr

5、ansform．Thefinalencryptedimageisobtainedbyscramblingtheimagewith2DcatmapinfractionalFouriertransformdomain．Simulationexperimentalresultshavesuccessfullydemonstratedtheproposedmethodcanimprovetheeffectofimageencryptionwithsuperiorsecurity．KeyWords：FractionalFourierTr

6、ansform；WaveletDec0mp0snion；ChaoticEncryption；LogisticMap；2DCatMap数字图像是是目前最流行的多媒体形猫映射是图像置乱中最基本的一个算Logistic映射定义为：式之一，许多重要信息要以数字图像的形法，因用一张猫脸作仿真试验而得名。二维X=,uG(1一Xn)(2)式传输。对于某些特殊领域，如军事、商业猫映射定义如下：式中，O≤≤4为分支参数，∈(0，1)等，数字图像有着较高的保密要求。因此，为序列值。研究表明，当3．569≤u≤4时，图像加密技术越来越受到人们的关注

7、，各㈨=(。dⅣLogistic映射工作于混沌状态。也就是说，由种加密方案也相继提出。初始条件在logistic~射的作用下所产生由于分数阶傅里叶对变换阶次非常敏：．1XnImodN的序列{X；=0，1，2⋯}是非周期的、不收感⋯，基于FRFT的图像加密算法不断涌】。LY／敛的且对初始值非常敏感。X但是和空域图像加密算法(如混沌系统加密)n，Y={O，1，2，⋯，N一1}(1)相比，由于其仅仅是对分数阶域中少量系数式中a、b为整数，N为图像方阵的大小，设原图像I的大小为×Ⅳ，选取参数加密，加密效果稍有降低。于是出现了将且式(1

8、)是一一映射。与初始值由式(2)生成一组混沌序列，FRFT与混沌系统结合起来的加密方法[4-6]，图像在猫映射的置乱下，经过线性拉并选取舍去参数，从开始取×Ⅳ个其中最常用的混沌加密可分为像素置乱和伸再通过取模的运算进行折叠，达到像素序列并将其转换成MxⅣ的矩阵G。根据像素值扰