基于马尔可夫随机场的加密二值图像有损压缩算法

摘要：

尽管当前已有众多二值图像的压缩方法,但这些方法并不能直接应用于加密二值图像的压缩.在云计算、分布式处理等场景下,如何高效地对加密二值图像进行有损压缩仍然是一个挑战,而当前鲜有这方面的研究.针对此问题,提出了一种基于马尔可夫随机场(MRF)的加密二值图像有损压缩算法.该算法用MRF表征二值图像的空域统计特性,进而借助MRF及解压缩还原的像素推断加密二值图像压缩过程中被丢弃的像素.所提算法的发送方采用流密码对二值图像进行加密,云端先后利用分块均匀但块内随机的下抽样方式及低密度奇偶校验(LDPC)编码对加密二值图像进行压缩,接收方则通过构造包含解码、解密及MRF重构的联合因子图实现二值图像的有损重构.实验结果表明,所提算法获得了较好的压缩效率,在0.2～0.4 bpp压缩率时有损重构图像的比特误差率(BER)不超过5％;而与针对未加密原始二值图像的国际压缩标准JBIG2的压缩效率相比,所提算法的压缩效率与其相当.这些充分表明了所提算法的可行性与有效性.

关键词：加密二值图像、有损压缩、马尔可夫随机场、因子图、低密度奇偶校验

所属期刊栏目：40

分类号：TP309.2(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;广东省重点领域研发计划项目

在线出版日期：2020-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1354-1363