[發(fā)明專利]一種基于Matlab的圖像加密和解譯方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410649163.2
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104318510B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 崔晨風;崔晨耕;薛愛娣
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

1.一種基于Matlab的圖像加密和解譯方法，其特征在于，該方法包括：

步驟a,圖像加密，在保證原圖像正確性和完整性的前提下，基于Matlab平臺，將圖像使用者的個人信息或需要隱藏的秘密信息，以圖片的形式整合到原始圖像中；

步驟b，加密信息分離，利用程序算法的逆運算，將加密信息從原圖像中分離，同時保證原始圖像和加密信息的完整性；

數(shù)據(jù)處理單元將圖像使用者的個人信息或需要隱藏的秘密信息轉換為圖像信息，數(shù)據(jù)處理單元包括一數(shù)據(jù)轉換模塊、一比較模塊，數(shù)據(jù)轉換模塊將需要隱藏的信息經(jīng)過散列函數(shù)運算成為長串的序列碼儲存，并將序列碼按照二維序列數(shù)據(jù)表示，經(jīng)過驗證后，將其保存為加密數(shù)據(jù)文件；

其中,所述數(shù)據(jù)處理單元，還包括一補傳存儲子單元、一時序控制子單元和一信號校驗子單元；

所述信號校驗子單元，在信號檢測子單元檢測到發(fā)送信號強度大于設定閾值時，首先將消息格式中報頭中存儲的消息序列號相同的消息提取出來，然后將所述消息格式中消息類型為對比類型的數(shù)據(jù)信息與所述消息格式中消息類型為基準類型的數(shù)據(jù)信息相比較，若所述對比類型的數(shù)據(jù)信息與所述基準類型的數(shù)據(jù)信息相同，則發(fā)送存儲的數(shù)據(jù)；

若所述對比類型的數(shù)據(jù)信息與所述基準類型的數(shù)據(jù)信息不相同，則將所述消息格式中消息類型改為請求重發(fā)類型，向所述補傳存儲子單元發(fā)出請求，請求再次發(fā)送信號作為第二基準信號再次與所述消息格式中消息類型為對比類型的數(shù)據(jù)信息和第一基準信號共同比較，此時所述補傳存儲子單元中存儲的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，在信號校驗子單元進行糾正；

若所述消息格式中報頭中存儲的所述消息序列號相同的消息中只存在消息格式中消息類型為對比類型的數(shù)據(jù)信息，則所述對比類型的數(shù)據(jù)信息為所述信號檢測子單元檢測到通信信號強度小于設定閾值時直接存儲的信息，不需要進行準確性校驗；

所述的比較模塊將轉換后的二維序列數(shù)據(jù)與原圖像的標準數(shù)據(jù)進行比較，計算匹配度，當匹配度大于閾值K₁，K₁≥0時，則將轉換后的數(shù)據(jù)進行保存；若小于閾值，則重新進行比較；

本發(fā)明基于標準相關匹配method＝CV_TM_CCORR_NORMED的模板匹配，計算匹配度R₁，若R₁大于一預設閾值K₁，則保存數(shù)據(jù)；若否，則跳重新轉換；

上述計算匹配度R₁依據(jù)下述公式(1)進行，

式中，x，y分別表示轉換的圖像數(shù)據(jù)的橫縱坐標值，x′，y′分別表示原圖像的標準數(shù)據(jù)的一圖標的橫縱坐標值，T表示原圖像的標準數(shù)據(jù)的一圖標的像素點運算，I表示轉換的圖像數(shù)據(jù)的像素點運算，I'表示轉換的圖像數(shù)據(jù)的對其均值的相對值的像素點運算。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于Matlab的圖像加密和解譯方法，其特征在于，包括數(shù)據(jù)加密單元和數(shù)據(jù)解密單元，所述的數(shù)據(jù)加密單元對消息格式中的數(shù)據(jù)加密，并將初始密鑰k₀存儲在報頭中，在數(shù)據(jù)解密單元接收到加密信息后，使用初始密鑰k₀和存儲在解密單元中的預留密鑰k₁對數(shù)據(jù)信息解密，從而獲得原始數(shù)據(jù)；

其中，所述的數(shù)據(jù)加密單元對消息格式中的數(shù)據(jù)加密時，密鑰的修正值公式：

所述的數(shù)據(jù)加密單元對消息格式中的數(shù)據(jù)加密時，所使用的加密公式為

Y＝X^λ％(m^*△k) (4)

其中，λ為加密指數(shù)，從(0，θ-1)隨機選取一個與θ互質的數(shù)，m為消息序列號，△k為密鑰的修正值，X為明文，Y為密文；所述的數(shù)據(jù)加密單元對消息格式中的數(shù)據(jù)加密時，隨著消息序列號m的不同而不同，防止了數(shù)據(jù)上傳過程中被截取的不安全性，A、B為兩個常數(shù)，k(n)為第n個字符，n為字符串的位數(shù)；

所述的密鑰的修正值△k，隨著序列號m的不同而改變，從而導致加密算法中加密指數(shù)不同，從而加大了密鑰的安全性；密鑰k₁為一組16位字符串，密鑰k₀預先存儲在數(shù)據(jù)加密單元中，隨著數(shù)據(jù)的傳輸，密鑰k₁變化導致△k變化，但密鑰k₀不變化。