【正文】 糾錯(cuò)檢錯(cuò)編譯碼。限失真信源編碼主要適用于波形信源或一定限度內(nèi)允許失真的信息，如圖像，視頻，聲音等，它們不要求完全可逆恢復(fù)。信源編碼主要可分成無(wú)失真信源編碼和限失真信源編碼。根據(jù)信息論的各種編碼定理，編碼問(wèn)題可分為 3類(lèi) [8]：信源編碼、信道編碼和加密編碼。 信息論與編 碼 編碼學(xué)是實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)挠行?、保密性及認(rèn)證性的重要手段。 ③ 隱蔽和保護(hù)通信系統(tǒng)中傳送的消息，使它只能授權(quán)接收者獲取，而不能被未授權(quán)者接收和理解。具體表現(xiàn)為： ① 信源發(fā)出的消息經(jīng)過(guò)信道傳輸以后，希望盡可能準(zhǔn)確的，不失真地再現(xiàn)在接收端。從受干擾的編碼信號(hào)中最 大限度地提取出有關(guān)信源輸出的信息。編碼器輸出的是適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，信號(hào)攜帶消息，它是消息的載荷者。信道的問(wèn)題主要是它能傳輸多少信息，即信道容量的大小。信宿需要研究的問(wèn)題是能收到多少或提取多少信息。概率分布可表示為： 連續(xù)信源： ( , )[ , ( )]()abA p x pX??? ????， { } ( )p x X x dx p x dx? ? ? ?,其中， ()pX 為概率密度。信源按照一定的概率分布發(fā)出符號(hào)，包括文字、數(shù)字、語(yǔ)言、圖像等，單個(gè)符號(hào)和符號(hào)序列都可以構(gòu)成具體消息。因此，香農(nóng)定義信息是事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或存在方式的不確定性的描述。對(duì)收信者來(lái)說(shuō)，消息的傳遞過(guò)程是一個(gè)從不確定到部分確定或全部確定的過(guò)程。 圖 是目前常用的、也是較為完整的通信系統(tǒng)物理模型。 信息有著各式各樣的定義，比較一致的定義為 [7]：信息是認(rèn)知主體（人、生物、機(jī)器）所感受到的或所表達(dá)的事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的方式。信息傳輸和信息壓縮是信息論中的兩大研究領(lǐng)域。 第七章：總結(jié)和展望。本文基于 MFC設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了加密軟件。經(jīng)分析，該算法存在一些不足，針對(duì)這一問(wèn)題提出了對(duì)該算法的改進(jìn)。重點(diǎn)分析了 SPIHT 壓縮數(shù)據(jù)特點(diǎn)以及它們?cè)诮獯a過(guò)程中所起的作用。最后簡(jiǎn)單介紹了幾種常見(jiàn)的小波變換圖像壓縮編碼方法； 第四章： SPIHT 編碼介紹。簡(jiǎn)要概述了數(shù)字圖像壓縮編碼技術(shù)的相關(guān)知識(shí)以及它的發(fā)展趨勢(shì)。介紹了多媒體加密技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，提出了本文的研究背景和研究意義； 第二章：信息論與密碼學(xué)基礎(chǔ)。此外本文還設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于 SPIHT 編碼的重慶大學(xué)本科學(xué) 生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 1 緒論 4 圖像加密系統(tǒng)，對(duì)加密算法進(jìn)行了多方面的測(cè)試實(shí)驗(yàn)與性能分析。 本文主要內(nèi)容及其結(jié)構(gòu)安排 文本研究了圖像加密技術(shù)和圖像壓縮編碼技術(shù)，深入學(xué)習(xí)了小波編碼的相關(guān)知識(shí)。與壓縮編碼相結(jié)合的圖像加密算法能同時(shí)完成加密和壓縮的功能，具有非常重要的應(yīng)用意義。該算法充分挖掘了小波圖像不同子帶之間的相似性，是公認(rèn)的一種高效圖像壓縮編碼。 SPIHT 編碼 [27]作為一種優(yōu)越的嵌入式小波編碼，在各種圖像壓縮中應(yīng)用廣泛?；趬嚎s編碼的加密方式能夠同時(shí)完成加密和壓縮的功能，通過(guò)壓縮減少了信息的冗余，同時(shí)引入加密使對(duì)試圖推測(cè)出明文信息和找到密鑰的攻擊具有非常好的魯棒性。圖像壓縮技術(shù)成熟之后，出現(xiàn)了加密全部壓縮數(shù)據(jù)的圖像加密方法，加密效率有較大提高。 因此，信息安全已經(jīng)成為一個(gè)關(guān)鍵而迫切的問(wèn)題，數(shù)字圖像加密技術(shù)已經(jīng)成為一項(xiàng)非常實(shí)用而又亟待快速發(fā) 展的關(guān)鍵技術(shù)。圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)己經(jīng)成為多媒體及通訊領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)之一， 如果沒(méi)有數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，我們每次對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行提取和操作，與現(xiàn)在相比，將是個(gè)漫長(zhǎng)復(fù)雜的過(guò)程，更無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)對(duì)海量信息進(jìn)行檢索。未經(jīng)處理的圖像信號(hào)的數(shù)據(jù)量是巨大的，使得圖像信息的傳輸、處理和存儲(chǔ)都受到限制。 通常情況下設(shè)計(jì)的算法并不能完美地滿足以上幾個(gè)要求，常常是各種技術(shù)要求的折中。 ④ 格式兼容性：在實(shí)際應(yīng)用中，我們常常需要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境、數(shù)據(jù)格式以及具體的應(yīng)用需求設(shè)計(jì)加密算法。 ③ 對(duì)壓縮比的影響：一個(gè)好的加密算法，理論上不應(yīng)該對(duì)壓縮比產(chǎn)生影響。 ② 速度：多媒體數(shù)據(jù)和普通的文本信息不同，對(duì)實(shí)時(shí)傳輸和存取的要求非常高。然而，在實(shí)際應(yīng)用中不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Π踩缘囊笠彩遣煌摹? ① 安全性：安全性是所有加密算法最重要的性能，也是必須首先滿足的要求。 多媒體信息加密的技術(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 多媒體信息與普通的文本信息不同，它們數(shù)據(jù)量大冗余度高，要求能夠適應(yīng)實(shí)時(shí)性傳輸?shù)囊?。該算法的實(shí)質(zhì)類(lèi)似于將碼流中的某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)用隨機(jī)比特替換，容易受到已知明文攻擊和選擇明文攻擊。 第三類(lèi)：與編碼過(guò)程相結(jié)合的加密方法。 第二類(lèi)：選擇加密。直接加密方法通常把原始數(shù)據(jù)化為一維比特流加密，采用的加密方法通常安全性非常高。這種加密方 式可以有效地降低加密所需的數(shù)據(jù)量，一般情況下不改變壓縮格式 但 安全性會(huì)有所降低。如， Cheng 等 [5]提 出在基于小波變換的圖像或視頻編碼 的 選擇加密方法。 重慶大學(xué)本科學(xué) 生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 1 緒論 2 第三階段：選擇加密。此外 加密后會(huì)破壞編碼格式 ， 解碼端無(wú)法正常解密。Romeo 等 [4]提出 用于視頻數(shù)據(jù) 的 加密算法 RPK， 該算法加密速度快，安全性高。 第二階段：對(duì)壓縮后的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行加密 。然而，置亂過(guò)程會(huì)改變像素間的統(tǒng)計(jì)信息，會(huì)對(duì)壓縮性能 造成很大的影響。例如， Matias[1]提出采用空間 填充曲線方法來(lái)置亂圖像或視頻數(shù)據(jù)，置亂后 無(wú)法獲得 圖像或視頻序列 的有效信息 ；歐洲電視網(wǎng)采用 Eurocrypt[2]加密標(biāo)準(zhǔn)來(lái)加密其電視信號(hào)。因此，多媒體數(shù)據(jù)需要特殊的加密 方案，在滿足安全性要求的前提下，盡量提高加密速度或者減少加密所需的數(shù)據(jù)量，同時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)格式的兼容性并適應(yīng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊?。然而由于圖像數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)的二維空間分布、能量的不均勻分布、原始圖像數(shù)據(jù)存在大量冗余等特性，使得傳統(tǒng)的加密方法對(duì)圖像并不是特別適應(yīng)。 圖像是多媒體數(shù)據(jù)中非常重要的 一個(gè)方面。在公共網(wǎng)絡(luò)上傳輸多媒體數(shù)據(jù)容易受到竊聽(tīng)和篡改，版權(quán)難以得到保護(hù)。 關(guān)鍵詞： 選擇加密，圖像壓縮， SPIHT 編碼，小波變換重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） ABSTRACT II ABSTRACT With the rapid development of digital multimedia technology and work munication, the security of image data has been gaining more and more attention. However, Digital image has some special features, such as large data quantity, high redundancy, demanding for realtime processing. If we use traditional encryption methods for text data to encrypt image, the efficiency will be bad. As the progress of image pression, more effective encryption algorithms have been proposed. Encryption algorithm based on coding performs encryption in coding process. The algorithm has many advantages such as high speed, high efficiency and excellent format patibility. Selective encryption is an outstanding scheme which applies to multimedia information and effectively reduces the quantity of the data to be encrypted by choosing the most important parts. At present, selective encryption and encryption algorithm based on coding have been research focus. This paper proposes a safe and effective encryption scheme for image by utilizing set partitioning in hierarchical trees (SPIHT). This algorithm not only bines with pression process, but also applies selective encryption scheme, which result in well encryption performance. To start with, we focus on analyzing the pressed data of SPIHT to find out the function of different data for decoding. By theoretical analysis and simulation experiments, the decision value of set and coefficient are the most important data. Therefore, we can have a very good result by only encrypting these two parts. To further enhance the encryption efficiency, this dissertation tries to control encryption intensity by changing encryption layer. Because SPIHT is a wavelet image pression based on bit plane and the pressed data is sorted according to the importance. In addition, we use confusion mechanism during LIS scanning process, thus reducing streaming correlation and making algorithm safer. The algorithm could not only maintain the patibility but also can meet the demanding for realtime processing. Theoretical analysis and numerical simulations show that the encryption performance is good by only encrypting around 20 percent of pressed streaming pared with the one which encrypted all pressed data. 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） ABSTRACT III Key words： Selective Encryption, Image Compression, SPIHT, Wavelet Transform 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 目錄 IV 目 錄 中文摘要 ......................................................................................................................... I ABSTRACT .................................................................................................................. II 1 緒論 ............................................................................................................................. 1 .............................................................................................. 1 多媒體加密技術(shù)的研究背景 ..................................................