[發明專利]一種基于2D-VMD和八維超混沌系統的彩色數字圖像加密方法

有效

• 申請號: 201810154447.2
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN108322622B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 康守強;梁亞琦;王玉靜;謝金寶;陳威威
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H04N1/32
• 分類號: H04N1/32
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種基于2D-VMD和八維超混沌系統的彩色數字圖像加密方法，其特征在于所述圖像加密方法實現過程分為三個階段：分別為密鑰產生階段、加密階段和解密階段；

密鑰產生階段：

(1)輸入彩色明文圖像P，分離圖像P的紅、綠、藍分量，得到三個大小為W×H的矩陣分量R、G和B；

(2)選取八維超混沌系統的參數和初始值，結合分量R、G和B更新和生成新的系統參數和初始值，并對超混沌系統進行迭代運算，得到八個混沌序列{X₁,X₂,...,X₈}，根據序列{X₁,X₂,...,X₈}得到密鑰流P_τ；

(3)為了增大序列的隨機性和分布的均勻性，對超混沌序列{X₁,X₂,...,X₈}進行均勻化處理，最終得到新的序列{Y₁,Y₂,...,Y₈}，根據均勻化處理后的混沌序列組成密鑰流K₁，K₂，K₃，K₄；

加密階段：

(1)采用二維變分模態分解2D-VMD對R、G、B分量進行n層分解，n＝8，分解為n個不同中心頻率的子模態，分別得到子圖像矩陣{R₁,R₂,...,R_n}，{G₁,G₂,...,G_n}，{B₁,B₂,...,B_n}；

(2)利用密鑰流P_τ對得到的子圖像矩陣{R₁,R₂,...,R_n}，{G₁,G₂,...,G_n}，{B₁,B₂,...,B_n}分別進行置亂操作，得到中間圖像矩陣；

(3)利用密鑰流K₁，K₂，K₃，K₄，對得到的中間圖像進行像素值加密，改變圖像像素值，得到每一個子圖像的加密圖像，根據每一個子圖像的加密圖像得到最終的n幅彩色加密圖像；

解密階段：

解密過程是加密過程的逆操作，通過解密過程得到彩色明文圖像P；

首先將接收到的彩色加密圖像分解為R、G、B分量，然后分別執行逆異或和逆置亂操作，再進行2D-VMD重構，最后根據重構得到的R、G、B分量可得到最后的解密圖像。