基于多方向稀疏表示的图像压缩安全编码方法

摘要

一种基于多方向稀疏表示的图像压缩安全编码算法。先对图像进行离散双树小波变换，再对得到的各个高频子带进行方向滤波，得到精细化的图像方向稀疏表示；用噪声整形技术对得到的方向子带系数进行稀疏化处理；再对每一层系数进行交织，使层数相邻的子带系数具有父子关系，采用SPIHT对系数进行量化编码；最后对码流中的系数符号采取异或的方式加密，对其它的部分码流采用随机算术编码加密。对编码得到的码流采用随机算术编码加密，加密效率高，效果好，安全性高，且对图像的压缩性能没有影响。对图像的高频分量采用方向滤波器分解，方向表示更加灵活，获得了更加稀疏的图像表示，有利于图像编码压缩处理，解码图像具有更好的客观质量和主观效果。

主权项

一种基于多方向稀疏表示的图像压缩安全编码方法，其步骤如下：a、多方向的对偶双树离散小波变换：首先对图像用对偶双树离散小波变换分解，分解时第一层采用CDF 9/7滤波器组分解，其余各层分解采用6抽头的q-shift滤波器组分解，获得-75°，-45°，-15°，15°，45°和75°六个方向的高频子带；然后对得到的六个方向的高频子带用各向异性的方向滤波器组进行分解，各向异性的方向滤波器组由7阶最大平坦菱形滤波器经过McClellan变换和调制构造，且其高、低通滤波器的支撑长度分别为(29，29)和(43，43)；分解后得到大小是原始图像两倍的分解系数；b、系数稀疏化：对a步得到的分解系数进行噪声整形得到稀疏化表示的系数；c、系数交织：采用扩展的空间方向树结构对稀疏化表示的系数进行交织，使相邻的子带系数具有父子关系；交织时的策略如下：对应于a步中用各向异性的方向滤波器组进行分解时采用异性变换的系数，交织各行或者各列；对应于a步中用各向异性的方向滤波器组进行分解时采用同性变换的系数，需要同时交织行和列；d、SPIHT编码与加密：对交织后的系数采用SPIHT位平面编码，产生系数符号码流和反映空间方向树结构的码流，及系数细化码流；对系数符号码流采用异或的方式加密，对另外两种码流用随机算术编码进行加密，即得到图像的压缩加密码流。