基于壓縮感知的圖像壓縮與加密算法優(yōu)化及電路設計.pdf

1、隨著無線網(wǎng)絡及Internet網(wǎng)的應用普及和隨著圖像獲取技術的發(fā)展。網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)從一般數(shù)據(jù)向多媒體、大數(shù)據(jù)方向發(fā)展。為了提高多媒體應用的靈活性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，設計一種有效的圖像壓縮和加密算法具有重要的意義。
　　本論文以傳統(tǒng)離散余弦變換高頻截斷的壓縮方法為基礎，改進了一種基于壓縮感知的圖像壓縮方法和對應的重構方法。該方法主要利用高頻成分的稀疏性，采用壓縮感知理論在空間域對高頻成分進行壓縮。該方法能夠避免對離散余弦變換高頻成分

2、的全盲估計，準確重構出低頻成分和高頻成分。仿真實驗論證了采用改進的方法的平均PSNR比傳統(tǒng)方法至少提高了023dB，壓縮重構后的圖像與原始圖像具有高度相似性。
　　本論文針對Kronecker壓縮感知中要求相同大小的圖像塊具有相同的稀疏性，設計一種基于初等元胞自動機的圖像均勻稀疏度置亂加密方法并給予一種簡單近似的評價方法。在設計的均勻稀疏度置亂加密方法的基礎上采用一種分段線性混沌映射方法產(chǎn)生的伯努利隨機矩陣來Kronecker壓縮

3、加密圖像。仿真結果顯示了設計的圖像加密壓縮方法能夠準確地重構原始圖像，PSNR比傳統(tǒng)方法在壓縮比為0.25時提高了0.73dB，同時加密壓縮后的圖像的相關系數(shù)減到0.0097以下，具有較好的加密與壓縮性能。
　　最后本論文設計了圖像壓縮電路和圖像加密壓縮電路，并用Modelsim進行仿真和用FPGA進行驗證。結果表明本論文設計的圖像壓縮電路和壓縮加密電路比傳統(tǒng)電路消耗更少的硬件資源，且在壓縮性能、加密性能和硬件消耗上取得很好的平衡