基于壓縮感知的圖像壓縮與加密算法優(yōu)化及電路設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無線網(wǎng)絡(luò)及Internet網(wǎng)的應(yīng)用普及和隨著圖像獲取技術(shù)的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用的靈活性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，設(shè)計(jì)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?cái)嗟膲嚎s方法為基礎(chǔ)，改進(jìn)了一種基于壓縮感知的圖像壓縮方法和對(duì)應(yīng)的重構(gòu)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?qū)Ω哳l成分進(jìn)行壓縮。該方法能夠避免對(duì)離散余弦變換高頻成分

2、的全盲估計(jì)，準(zhǔn)確重構(gòu)出低頻成分和高頻成分。仿真實(shí)驗(yàn)論證了采用改進(jìn)的方法的平均PSNR比傳統(tǒng)方法至少提高了023dB，壓縮重構(gòu)后的圖像與原始圖像具有高度相似性。
　　本論文針對(duì)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(shè)計(jì)一種基于初等元胞自動(dòng)機(jī)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(píng)價(jià)方法。在設(shè)計(jì)的均勻稀疏度置亂加密方法的基礎(chǔ)上采用一種分段線性混沌映射方法產(chǎn)生的伯努利隨機(jī)矩陣來Kronecker壓縮

3、加密圖像。仿真結(jié)果顯示了設(shè)計(jì)的圖像加密壓縮方法能夠準(zhǔn)確地重構(gòu)原始圖像，PSNR比傳統(tǒng)方法在壓縮比為0.25時(shí)提高了0.73dB，同時(shí)加密壓縮后的圖像的相關(guān)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(shè)計(jì)了圖像壓縮電路和圖像加密壓縮電路，并用Modelsim進(jìn)行仿真和用FPGA進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明本論文設(shè)計(jì)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