[發(fā)明專利]一種基于二維Arnold變換的圖像加密方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611066357.5
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN107169911A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 黃宗美
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加密技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于二維Arnold變換的圖像加密方法。

背景技術(shù)

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的開放、共享性以及互聯(lián)程度的日益擴大，Internet得到了飛速的發(fā)展和應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)的重要性及其對社會的影響也越來越大。與此同時，網(wǎng)絡(luò)的安全保密問題也已成為日益嚴(yán)重的現(xiàn)實問題。近年來，無論官方還是民間機構(gòu)，都對信息的安全存儲、保密傳輸、真?zhèn)悟炞C等問題高度重視。

常見的加密算法，如DES、AES、RSA等都是針對文本、數(shù)據(jù)加密而提出的。對于在數(shù)字圖像方面的加密來說，常見的也是采用這些文本加密技術(shù)的思想。但是，文本和圖像也存在很多區(qū)別，主要是：（1）圖像信息量非常大。(2)相鄰像素具有相關(guān)性。由于圖像的可視性,一定區(qū)域內(nèi)色彩是相似的,因此相鄰像素間有很強的相關(guān)性。文本加密技術(shù)并沒有考慮這種相關(guān)性,而是依次加密每個像素。 (3)加密圖像在解密時常允許一定失真。這種圖像失真只要控制在人的視覺內(nèi)是完全可以接受的。顯然在加密和解密時,需要考慮圖像的這種特點。文本加密技術(shù)沒有考慮失真度的問題。(4)需要預(yù)處理。數(shù)字圖像一般以二維數(shù)組的數(shù)據(jù)格式存儲,而文本加密技術(shù)都要求先將待加密的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進制的數(shù)據(jù)流,如果圖像很大的話,需要一定的圖像預(yù)處理時間,降低了加密效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述所要解決的問題，提供一種基于二維Arnold變換的圖像加密方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于二維Arnold變換的圖像加密方法, 利用Arnold變換的周期性，即當(dāng)?shù)侥骋徊綍r將重新得到原始圖像，使得很容易進行圖像的加密與解密，包括以下步驟：（1）用一個二元函數(shù)I=f(x,y)來表示一幅二維平面圖像,(x,y)表示二維空間坐標(biāo)系中一個坐標(biāo)點的位置,則f(x,y)代表圖像在這一點的灰度值,與圖像在這一點的亮度相對應(yīng)；（2）對圖像f(x,y)進行二維Arnold變換，通過像素坐標(biāo)的改變而改變原始圖像灰度值的布局；（3）原始圖像看作一個矩陣，經(jīng)過Arnold變換后的圖像會變的“混亂不堪”，由于Arnold變換的周期性，繼續(xù)使用Arnold變換，可以重現(xiàn)圖像，即達到解密圖像。

所述（2）中對圖像f(x,y)進行二維Arnold變換為：設(shè)有單位正方形上的點（x，y），將點（x，y）變到另一點（x’,y’）即為二維Arnold變換。

本發(fā)明利用Arnold變換的周期性，即當(dāng)?shù)侥骋徊綍r將重新得到原始圖像，較于其他加密方法，更容易進行圖像的加密與解密，大大提高了圖像加密效率。

具體實施方式

下列對本發(fā)明的實施作進一步的說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好的理解并實施。

實施例1

一種基于二維Arnold變換的圖像加密方法, 利用Arnold變換的周期性，即當(dāng)?shù)侥骋徊綍r將重新得到原始圖像，使得很容易進行圖像的加密與解密，包括以下步驟：（1）用一個二元函數(shù)I=f(x,y)來表示一幅二維平面圖像,(x,y)表示二維空間坐標(biāo)系中一個坐標(biāo)點的位置,則f(x,y)代表圖像在這一點的灰度值,與圖像在這一點的亮度相對應(yīng)；（2）對圖像f(x,y)進行二維Arnold變換，通過像素坐標(biāo)的改變而改變原始圖像灰度值的布局；設(shè)有單位正方形上的點（x，y），將點（x，y）變到另一點（x’,y’）即為二維Arnold變換：。

（3）原始圖像看作一個矩陣，經(jīng)過Arnold變換后的圖像會變的“混亂不堪”，由于Arnold變換的周期性，繼續(xù)使用Arnold變換，可以重現(xiàn)圖像，即達到解密圖像。

以上所述僅是本發(fā)明的實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。