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融合全置乱超混沌序列和DNA编码的图像加密
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作者 刘雨欣 栗风永 《计算机工程》 北大核心 2025年第1期235-245,共11页
图像加密是保护图像安全的重要方法,现有的图像加密方案安全性不高且加解密效率较低,无法抵御多种类型的攻击。针对上述问题,提出一种基于全置乱超混沌序列和多进制脱氧核糖核酸(DNA)编码的图像加密算法,以提高加密效率同时保证密文图... 图像加密是保护图像安全的重要方法,现有的图像加密方案安全性不高且加解密效率较低,无法抵御多种类型的攻击。针对上述问题,提出一种基于全置乱超混沌序列和多进制脱氧核糖核酸(DNA)编码的图像加密算法,以提高加密效率同时保证密文图像的安全性。首先,结合灰度图像的内容,使用图像哈希算法和外部密钥生成五维超混沌系统和逻辑映射的初始值;其次,将原始图像转换为四值图像,使用五维超混沌系统和逻辑映射生成的混沌序列对图像进行DNA加密,包括DNA编码、DNA置乱、DNA扩散和DNA解码4个阶段;最后,对图像进行位平面分解,利用五维超混沌系统和逻辑映射生成的随机矩阵分别与高四位平面和低四位平面做异或运算,得到最终的密文图像。实验结果表明,该图像加密算法具有密钥空间大、密钥敏感性强、加密效果良好、加密效率高等优点,能够抵抗统计分析、差分攻击、裁剪攻击、噪声攻击等多种常规攻击方式。 展开更多
关键词 图像加密 超混沌系统 四值图像 DNA加密 位平面
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基于随机网格的量子图像视觉秘密共享方案
2
作者 王晔 徐光宝 姜东焕 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期917-929,共13页
为了提高图像秘密共享的安全性和高效性,提出一种基于随机网格的量子图像视觉秘密共享方案,并设计相应的量子线路;通过对已经分块的秘密图像和载体图像进行异或运算来构造随机网格图像,利用最低有效位替换算法将含有秘密图像信息的随机... 为了提高图像秘密共享的安全性和高效性,提出一种基于随机网格的量子图像视觉秘密共享方案,并设计相应的量子线路;通过对已经分块的秘密图像和载体图像进行异或运算来构造随机网格图像,利用最低有效位替换算法将含有秘密图像信息的随机网格图像隐藏到载体图像中,含有秘密图像信息的载体图像被秘密共享;在恢复阶段,所有持有载体图像的参与者共同提供各自的图像,先恢复出随机网格图像,再将分块随机网格图像与对应分块载体图像进行异或运算,得到分块秘密图像,最终拼接出完整的原始秘密图像;在MATLAB、IBM Qiskit平台上对该视觉秘密共享方案进行仿真实验。结果表明,本文中所提方案同时实现了随机网格图像恢复简单的特性和量子算法的高效性,相较于其他图像秘密共享方案,该方案的量子算法复杂度呈指数级降低。 展开更多
关键词 视觉秘密共享 随机网格 量子异或运算 量子图像 位平面
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基于bit平面分解的并行混沌图像加密算法设计与实现
3
作者 张立立 张高原 +1 位作者 周纲 付冲 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第10期90-95,共6页
近年来,图像信息安全受到广泛关注。图像具有数据量大、冗余度高的特点,导致传统加密算法难以满足其加密需求。为此,设计了一种高效、安全的并行混沌图像加密算法。该算法基于bit平面分解原理,采用多线程机制,每个线程处理一个子平面,... 近年来,图像信息安全受到广泛关注。图像具有数据量大、冗余度高的特点,导致传统加密算法难以满足其加密需求。为此,设计了一种高效、安全的并行混沌图像加密算法。该算法基于bit平面分解原理,采用多线程机制,每个线程处理一个子平面,并发执行置乱与扩散操作。在置乱阶段,以bit为单位,通过循环移位和平面间像素置换改变像素位置与值;在扩散阶段,利用六维超混沌系统并行处理8个bit平面,减少达到理想加密效果的计算时间。实验表明,该算法密钥空间大,能有效抵抗统计与差分攻击等威胁,并能充分利用硬件资源,兼具高效与高安全性,适用于实时网络图像安全传输。 展开更多
关键词 bit平面分解 图像加密 混沌系统 多线程机制
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基于多级查询表的JPEG2000位平面扫描优化方法 被引量:16
4
作者 朱悦心 付昀 +1 位作者 吴宗泽 郑南宁 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期810-813,共4页
针对JPEG2 0 0 0位平面编码的VLSI实现 ,提出一种基于多级查询表的扫描优化方法 .该方法以树型查找表为基准 ,在有效性传播通道中提前记录编码必要性信息 ,实现了后续通道的启发式扫描 .与K′Chen等人提出的GOCS方法比较 ,不仅消除了扫... 针对JPEG2 0 0 0位平面编码的VLSI实现 ,提出一种基于多级查询表的扫描优化方法 .该方法以树型查找表为基准 ,在有效性传播通道中提前记录编码必要性信息 ,实现了后续通道的启发式扫描 .与K′Chen等人提出的GOCS方法比较 ,不仅消除了扫描中出现的冗余组 ,而且消除了冗余列 ,进一步提高了扫描速率 .该方法的另一优点是可以完成通道扫描和状态变量的并行刷新 ,支持YHsia存储优化技术而不影响系统整体效率 .实验结果表明 ,在VLSI设计中引入该方法 ,位平面编码的扫描时间可缩短 2 5 % ,存储资源将节省 8.72 % . 展开更多
关键词 JPEG2000 EBCOT 位平面 编码通道 上下文 状态变量
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基于DMD的红外场景模拟器图像数据传输和分割存储方法 被引量:11
5
作者 许家林 王晓东 +2 位作者 李丙玉 王鹤 孙强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2622-2626,共5页
分析了DMD型红外场景模拟器相较电阻阵型在半实物仿真实验中没有广泛应用的原因。通过分析发现DMD型模拟器的数据传输带宽的大小和外同步触发延时长短对系统的实时性都有影响,并且指出图像接口的数据传输带宽高于有效带宽2倍时才能满足... 分析了DMD型红外场景模拟器相较电阻阵型在半实物仿真实验中没有广泛应用的原因。通过分析发现DMD型模拟器的数据传输带宽的大小和外同步触发延时长短对系统的实时性都有影响,并且指出图像接口的数据传输带宽高于有效带宽2倍时才能满足系统仿真的高实时性要求。设计了满足实时性要求的专用千兆网的硬件,具有极小的延时时间并且满足UDP/IP协议的数据传输软件和有利于DMD灰度显示高实时性的图像分割和存储的方法。实验验证了该方法能够传输100 Hz以上的分辨率为1024×768的8位灰度图像,而外同步触发信号与系统播放开始信号延时仅为70μs,并具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 半实物仿真 红外场景模拟器 DMD 千兆网 位平面
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面向信息隐藏的图像复杂度研究 被引量:17
6
作者 郭云彪 尤新刚 +1 位作者 张春田 周琳娜 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1048-1052,共5页
图像位平面复杂度与人的视觉感受有着密切得关系,研究图像位平面复杂度对图像信息隐藏研究意义重要.本文提出了复杂度度量的新方法,把图像位平面的信息熵作为图像复杂度测度.研究了随机序列游长统计规律,并给出理论推导,利用图像位平面... 图像位平面复杂度与人的视觉感受有着密切得关系,研究图像位平面复杂度对图像信息隐藏研究意义重要.本文提出了复杂度度量的新方法,把图像位平面的信息熵作为图像复杂度测度.研究了随机序列游长统计规律,并给出理论推导,利用图像位平面的游程统计规律与随机序列游程统计规律的接近程度,定量地描述了图像复杂度,并从实际应用的角度分析了其合理性,说明了图像位平面复杂度可以作为图像信息隐藏的性能评价指标. 展开更多
关键词 信息隐藏 图像位平面 复杂度
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一种基于LSB的数字图像信息隐藏算法 被引量:15
7
作者 刘红翼 王继军 +3 位作者 韦月琼 苏勤 黄涛 张显全 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2008年第1期100-102,125,共4页
根据载体图像和嵌入量的大小,利用随机函数确定出嵌入字节的位置,使嵌入信息分布均匀;研究了异或运算的性质,结合位平面的特点,通过位的异或运算,实现秘密信息嵌入;对嵌入的字节最多只需修改一位,可在该字节中同时嵌入两位秘密信息,提... 根据载体图像和嵌入量的大小,利用随机函数确定出嵌入字节的位置,使嵌入信息分布均匀;研究了异或运算的性质,结合位平面的特点,通过位的异或运算,实现秘密信息嵌入;对嵌入的字节最多只需修改一位,可在该字节中同时嵌入两位秘密信息,提高了秘密信息嵌入量,并能无损还原。理论分析和实验结果证明了算法的有效性。 展开更多
关键词 最低有效位 信息隐藏 位平面
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JPEG2000实时截断码率控制新算法及其VLSI结构设计 被引量:8
8
作者 吴宗泽 郑南宁 +3 位作者 黄宇 朱悦心 梅魁志 张静 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1457-1460,共4页
提出一种实时编码实时截断的码率控制算法.它根据已分解的小波子带内码块有效位平面数来预测未分解的小波子带内码块有效位平面数,并根据编码通道数和小波/量化权系数为当前编码码块分配码率.并提出一种JPEG2000编码实时截断,两级码率... 提出一种实时编码实时截断的码率控制算法.它根据已分解的小波子带内码块有效位平面数来预测未分解的小波子带内码块有效位平面数,并根据编码通道数和小波/量化权系数为当前编码码块分配码率.并提出一种JPEG2000编码实时截断,两级码率控制的编码体系结构.第一级采用本文提出的算法实时截断码流和编码通道.第二级在低码率下采用JPEG2000标准的PCRD优化算法搜索精确的分层截断点.在最优分层截断之前多数码流和编码通道被预先截断,存储器损耗小,实时性高.低码率下,图像质量跟JPEG2000标准一致. 展开更多
关键词 码率控制 截断 编码通道 有效位平面 VLSI
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最新CCSDS图像压缩算法研究与实现 被引量:10
9
作者 陈裕华 顾晓东 +2 位作者 张忠伟 陈晓敏 孙辉先 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期519-522,共4页
2005年CCSDS(空间数据系统咨询委员会)推出了一项新的图像数据压缩算法标准,制定算法标准的目的是为了解决有效载荷设备的数据压缩以及如何分段压缩能使地面更好地接收图像数据和解压缩.算法的应用能够减少静态图像的数据量,这样不仅可... 2005年CCSDS(空间数据系统咨询委员会)推出了一项新的图像数据压缩算法标准,制定算法标准的目的是为了解决有效载荷设备的数据压缩以及如何分段压缩能使地面更好地接收图像数据和解压缩.算法的应用能够减少静态图像的数据量,这样不仅可以降低传输带宽,减少数据存储,而且在给定码率情况下能缩短传输时间,这对空间数据压缩具有重要意义.针对CCSDS最新推出的图像压缩算法进行了研究并对其性能进行了阐述,分析了算法硬件实现的可行性,并将算法软件实现的结果与其他图像压缩算法的实现结果进行了测试比较,结果表明在低码率下压缩性能与JPEG 2000,SPIHT相当,甚至更好,完全符合星载图像压缩在低码率下传输的要求. 展开更多
关键词 图像压缩 CCSDS 小波变换 比特平面编码
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对空域BPCS密写的统计分析 被引量:20
10
作者 张新鹏 王朔中 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期1625-1629,共5页
位面复杂度分割(BPCS)密写法将复杂度较高的位平面小块用秘密信息替换,可以嵌入较多的秘密信息并维持较好的隐蔽性,但含密图像的位平面小块复杂度直方图中存在两个明显的不连续点·据此,提出了针对BPCS密写的分析方法,由复杂度直方... 位面复杂度分割(BPCS)密写法将复杂度较高的位平面小块用秘密信息替换,可以嵌入较多的秘密信息并维持较好的隐蔽性,但含密图像的位平面小块复杂度直方图中存在两个明显的不连续点·据此,提出了针对BPCS密写的分析方法,由复杂度直方图的不连续性可以判断秘密信息的存在性,并确定秘密信息块的复杂度范围,准确测算秘密信息嵌入量·这种分析方法的原理同样适用于变换域位面复杂度分割密写· 展开更多
关键词 统计分析 秘密信息 空域 复杂度 不连续点 不连续性 位平面 直方图 隐蔽性 存在性 信息块 变换域 分割 嵌入 图像
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基于零树和位平面的小波图像压缩算法 被引量:11
11
作者 牛建伟 王刃 李波 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期460-466,共7页
通过有机结合零树编码、位平面编码和算术编码,提出了一种基于零树和位平面的小波图像压缩算法ZBP(Zerotree and bit plane).ZBP不仅充分利用了零树符号之间的相关性,而且从位数据的层面上挖掘出了小波系数值之间的相关性,从而提高了算... 通过有机结合零树编码、位平面编码和算术编码,提出了一种基于零树和位平面的小波图像压缩算法ZBP(Zerotree and bit plane).ZBP不仅充分利用了零树符号之间的相关性,而且从位数据的层面上挖掘出了小波系数值之间的相关性,从而提高了算术编码的性能.实验结果表明,ZBP的压缩效果优于目前已有的小波图像压缩算法. 展开更多
关键词 小波变换 零树编码 位平面编码 算术编码 图像压缩算法
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一种新的基于RGB图像的多区域信息隐藏技术 被引量:7
12
作者 罗大光 范明钰 +1 位作者 郝玉洁 王光卫 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2005年第9期165-166,179,共3页
提出了一种新的基于图像的信息隐藏技术,可以在图像的每个位平面都实现信息的嵌入。该技术基于如下假定:即图像中的颜色分量值在某个较小的区域内变动时,人眼几乎察觉不到该图像的失真。由此,通过给各个位平面设定一个可变化区域,在这... 提出了一种新的基于图像的信息隐藏技术,可以在图像的每个位平面都实现信息的嵌入。该技术基于如下假定:即图像中的颜色分量值在某个较小的区域内变动时,人眼几乎察觉不到该图像的失真。由此,通过给各个位平面设定一个可变化区域,在这些区域中颜色分量值的轻微变化便可引起某个位平面在0与1之间发生转换,这样便可在这些区域中实现信息的藏匿。另外还从安全性及隐藏信息量方面对其进行了分析,并通过实验显示了在图像中嵌入信息后的的效果。 展开更多
关键词 信息隐藏 多区域 LSB 位平面
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图像中的信息隐含及水印技术 被引量:21
13
作者 李忠源 郭全成 任亚萍 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期61-63,共3页
首先介绍了现代信息隐含技术的含义和应用前景 .然后在彩色图像中用位平面隐含法具体实现了一种新的信息隐含技术 ,通过比较证明了其信息隐蔽性好 ,承受攻击能力强 ,对承载图像影响小 ,显出其良好的实用价值 .在此基础上又开发了在彩色... 首先介绍了现代信息隐含技术的含义和应用前景 .然后在彩色图像中用位平面隐含法具体实现了一种新的信息隐含技术 ,通过比较证明了其信息隐蔽性好 ,承受攻击能力强 ,对承载图像影响小 ,显出其良好的实用价值 .在此基础上又开发了在彩色图像上做出水印效果的方法 ,图像又可以几乎无损地还原 ,这可以作为图像防伪的又一种有效手段 . 展开更多
关键词 信息隐含 位平面 图像 水印 加密
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基于分层Arnold变换的置乱算法 被引量:7
14
作者 张海涛 姚雪 +1 位作者 陈虹宇 张晔 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第8期2240-2243,共4页
针对数字图像信息隐藏存在的安全问题,提出一种基于按位分层Arnold变换的置乱算法。算法将秘密图像按位平面分层,同时考虑图像的位置迁移和像素的灰度变换,对每个位平面进行不同次数的Arnold变换,经像素交叉换位,相邻像素间按位异或得... 针对数字图像信息隐藏存在的安全问题,提出一种基于按位分层Arnold变换的置乱算法。算法将秘密图像按位平面分层,同时考虑图像的位置迁移和像素的灰度变换,对每个位平面进行不同次数的Arnold变换,经像素交叉换位,相邻像素间按位异或得出置乱图像。实验结果表明,秘密图像分层置乱后直方图分布更加均匀,与白噪声相似度在0.962左右,置乱图像可近无损地还原和提取,提高了信息隐藏的鲁棒性。与其他置乱算法相比,置乱图像具有更高的置乱度、更强的抵御攻击能力,提高了空域信息隐藏的安全性。 展开更多
关键词 位平面 ARNOLD变换 图像置乱 置乱度 空域信息隐藏
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基于LED图文屏的多灰度图像实现方法 被引量:15
15
作者 赵才荣 刘金娥 丁铁夫 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期82-86,共5页
针对LED图文屏的行列驱动结构,提出一种简单的可实现灰度级控制方法———位平面寻址法,结合CPLD技术,在LED图文屏上实现256灰度级的双色静态图像显示。根据实验中实际碰到的系统速度不够快的问题,采用DSP+CPLD的系统结构得到了较大的改... 针对LED图文屏的行列驱动结构,提出一种简单的可实现灰度级控制方法———位平面寻址法,结合CPLD技术,在LED图文屏上实现256灰度级的双色静态图像显示。根据实验中实际碰到的系统速度不够快的问题,采用DSP+CPLD的系统结构得到了较大的改善;针对LED显示屏亮度低的问题,利用人眼的暂留作用以及位平面寻址法的显示原理,通过使LED工作在较大的电流下来解决。实验表明,此方法可以最大限度地利用原有图文屏的简单电路,可靠、价格低廉地显示多灰度LED图像。 展开更多
关键词 LED显示 位平面寻址 多灰度LED图像
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基于混沌序列的位图像加密研究 被引量:33
16
作者 高飞 李兴华 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期447-450,共4页
针对低维混沌序列加密数字图像保密性较差的问题,提出了一种复合混沌序列和基于混沌序列的位图像加密算法.通过Logistic映射的动力学分析,对混沌序列生成方法进行3点改进,将改进后序列和Henon序列作为子序列生成复合混沌序列.由于复合... 针对低维混沌序列加密数字图像保密性较差的问题,提出了一种复合混沌序列和基于混沌序列的位图像加密算法.通过Logistic映射的动力学分析,对混沌序列生成方法进行3点改进,将改进后序列和Henon序列作为子序列生成复合混沌序列.由于复合序列掩盖了混沌子序列的分布特性,因此增强了序列的保密性.加密算法综合应用置乱、置换两种加密技术在空域和小波域做两次加密,理论分析和试验结果表明,加密图像不仅完全依赖于密钥,而且可以抵制常用攻击算法. 展开更多
关键词 混沌序列 图像加密 离散小波变换 位平面
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电子稳像的分层位平面全局运动估计算法 被引量:9
17
作者 郭宝龙 朱娟娟 孙伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2993-2998,共6页
提出一种分层位平面匹配的快速全局运动估计算法.算法充分利用多分辨率思想,在每一层选用不同位平面进行匹配以找到运动矢量;利用层内块运动的空间相关性和层间矢量传递性,来自适应地选择搜索起始点;同时设定阈值,对运动矢量满足准确度... 提出一种分层位平面匹配的快速全局运动估计算法.算法充分利用多分辨率思想,在每一层选用不同位平面进行匹配以找到运动矢量;利用层内块运动的空间相关性和层间矢量传递性,来自适应地选择搜索起始点;同时设定阈值,对运动矢量满足准确度的子块,直接结束搜索;将所得到的各子块的运动矢量作为集合,根据其统计规律,找到出现概率最大的样本作为正确的全局运动矢量.实验表明,该算法计算速度快,且与块匹配全搜索相比,其误差小于半个像素,能够达到快速准确进行全局运动估计的能力. 展开更多
关键词 电子稳像 位平面 全局运动估计 多分辨率
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基于位平面变换的数字图像加密算法 被引量:9
18
作者 任洪娥 戴琳琳 张健 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第6期185-189,共5页
已有数字图像加密算法存在算法运行时间成本高及加密图像抗攻击性弱等问题。为此,提出一种基于位平面变换的数字图像加密算法。该算法将图像分解为若干位平面,通过定义一种混沌序列的新变换对图像位平面进行换位加密,从而置乱像素点位置... 已有数字图像加密算法存在算法运行时间成本高及加密图像抗攻击性弱等问题。为此,提出一种基于位平面变换的数字图像加密算法。该算法将图像分解为若干位平面,通过定义一种混沌序列的新变换对图像位平面进行换位加密,从而置乱像素点位置,在位平面间增加密钥进行乱序处理实现图像像素点灰度值的变化。实验结果证明,该算法具有较大的密钥量,可以抵抗剪切攻击、噪声攻击、统计分析等多种攻击,且加解密速度较快。 展开更多
关键词 图像加密 位平面 序列变换 位置混乱 灰度值 抗攻击性
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JPEG2000全通道并行EBCOT-Tier1编码器结构设计 被引量:5
19
作者 朱悦心 张静 +1 位作者 王勇 郑南宁 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期2362-2366,共5页
新一代静止图像压缩标准JPEG2000采用了EBCOT算法。该算法Tier1部分在上下文生成过程中需要对位平面进行多次通道扫描,效率很低,难以满足高质量图像实时压缩的要求。目前已有多种改进方案被相继提出,主要基于PS/GOCS和多窗口通道并行扫... 新一代静止图像压缩标准JPEG2000采用了EBCOT算法。该算法Tier1部分在上下文生成过程中需要对位平面进行多次通道扫描,效率很低,难以满足高质量图像实时压缩的要求。目前已有多种改进方案被相继提出,主要基于PS/GOCS和多窗口通道并行扫描。该文设计出一种适用于硬件实现的单窗口全通道并行编码结构,目前已通过FPGA验证。实验表明,该结构下Tier1编码速度明显优于现有几种优化方案。同时,本设计所采用的编码逻辑在解码过程中亦可使用,便于进行编解码复用设计。 展开更多
关键词 算术编码 JPEG2000 EBCOT 列关联 位平面编码 上下文 状态变量
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基于整数小波变换的灰度图像水印技术 被引量:10
20
作者 宋琪 朱光喜 李宁 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第6期54-56,62,共4页
数字水印技术通过在媒体图像中隐藏信号来达到保护媒体版权的作用。论文提出一种针对灰度图像水印的,基于整数小波提升算法的水印技术。该方法在对原始图像分块的基础上进行整数小波提升变换,然后对灰度水印图像置乱,再进行位平面分解,... 数字水印技术通过在媒体图像中隐藏信号来达到保护媒体版权的作用。论文提出一种针对灰度图像水印的,基于整数小波提升算法的水印技术。该方法在对原始图像分块的基础上进行整数小波提升变换,然后对灰度水印图像置乱,再进行位平面分解,最后将每一个位面的水印信息都嵌入到原始图像的小波变换系数中。实验结果表明,该方法能较好地抵抗剪切和JPEG压缩攻击,对于滤波及噪声干扰也有一定的鲁棒性。 展开更多
关键词 整数小波提升算法 数字水印 位平面分解 置乱技术
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