基于混沌与快速小波变换的多光谱图像压缩加密算法

CIOMP OpenIR

	基于混沌与快速小波变换的多光谱图像压缩加密算法
	徐冬冬 ; 于欣 ; 杜丽敏 ; 毕国玲
	2022-09-05
Source Publication	光谱学与光谱分析
Volume	42 Issue:09 Pages:2976-2982
Abstract	针对多光谱图像存储和传输安全性问题，提出一种将混沌思想、小波变换和KL(karhunen-loeve)变换相结合的多光谱图像压缩加密算法。首先，采用K-means聚类方案将多光谱图像聚类为通用像素，通过选择合适的K值使算法的性能最优，同时便于后续处理；然后对通用像素进行二维离散9/7小波变换，对变换后的系数进行Arnold变换以及加密处理，消除多光谱图像大部分空间冗余，减少压缩过程中的块效应；之后对产生的小波系数进行改进的KL变换，消除残余空间冗余和光谱冗余；最后采用差分脉冲滤波器对系数进行编码，并采用Tent映射对码流进行混淆扩散加密。通过实验可知，本算法的信息熵达到11.794 3(选取12位多光谱图像),信息熵更接近最大值12,优于现有算法，可以更好的隐藏原图特征；该算法的像素变化率(NPCR)和归一化平均变化强度(UACI)分别为99.81%和34.19,优于现有的其他算法，本算法可以更好的抵御差分攻击；输出比特流变化率保持在47.62%～47.71%之间，密文比特流变化率保持在47.45%～47.52%,本算法具有较好的密钥敏感性；在压缩比为4∶1～32∶1范围内，系统PSNR在42 dB以上，具有很高的压缩性能。在4∶1～32∶1范围内，本压缩算法达到很高的峰值信噪比，优于现有的压缩算法，在正常工作压缩比为16∶1时，比现有压缩算法的信噪比提高了0.64 dB以上。为进一步验证算法在高压缩比情况下的压缩性能，该研究测试了压缩比为128∶1时系统的信噪比为31.28,此时，重建后的图像较为清晰，优于现有算法1 dB以上。可见，该算法可行，且特别适合对压缩比要求较高的场合，并在频谱保真方面具有较好的效果。
Document Type	期刊论文
Identifier	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/66238
Collection	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
Affiliation	1.长春大学 2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
Recommended Citation GB/T 7714	徐冬冬,于欣,杜丽敏,等. 基于混沌与快速小波变换的多光谱图像压缩加密算法[J]. 光谱学与光谱分析,2022,42(09):2976-2982.
APA	徐冬冬,于欣,杜丽敏,&毕国玲.(2022).基于混沌与快速小波变换的多光谱图像压缩加密算法.光谱学与光谱分析,42(09),2976-2982.
MLA	徐冬冬,et al."基于混沌与快速小波变换的多光谱图像压缩加密算法".光谱学与光谱分析 42.09(2022):2976-2982.

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基于混沌与快速小波变换的多光谱图像压缩加（503KB）	期刊论文	出版稿	开放获取	CC BY-NC-SA	View Download

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