[發明專利]一種圖像加密方法、系統和解密方法、系統

有效

• 申請號: 201810990774.1
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109214199B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 段新濤;秦貝貝;王艷梅;劉行兵;岳冬利;謝自梅
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06N7/08
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 符亞飛

1.一種圖像加密方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)獲取待加密圖像；

(2)對待加密圖像進行位平面分解，對分解后的各位平面進行異或計算，并將計算結果合成，得到初步加密圖像；設待加密圖像的像素為2ⁱ×2ⁱ，則在對待加密圖像進行位平面分解時將該待加密圖像分為i個位平面，所述異或計算為：將第j個位平面與第(i-j+1)個位平面進行異或計算，并將計算結果作為異或計算后的第(i-j+1)個位平面；其中j小于i/2；

(3)采用四維超混沌Chen系統動力學方程對所述初步加密圖像進行加密，得到最終加密圖像。

2.根據權利要求1所述的一種圖像加密方法，其特征在于，第k個位平面第m行第n列的像素點為：

其中，mod符號是求余運算符，k為0到i之間的正整數，S(m,n)為待加密圖像第m行第n列的像素點。

3.根據權利要求1所述的一種圖像加密方法，其特征在于，得到初步加密圖像后，首先對初步加密圖像進行置亂處理，然后再采用四維超混沌Chen系統動力學方程對置亂后的初步加密圖像進行加密，得到最終加密圖像。

4.根據權利要求1或3所述的一種圖像加密方法，其特征在于，所述四維超混沌Chen系統動力學方程為：

其中x₁,x₂,x₃,x₄為系統狀態變量，a＝35，b＝7，c＝12，d＝3，e＝0.5，α＝1，驅動系統密鑰初始值為x₀＝[1.2157,3.0436,1.8573,2.9458]。

5.一種加密圖像解密方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)獲取待解密圖像；

(2)采用四維超混沌Chen系統動力學方程對待解密圖像進行初步解密，得到初步解密圖像；

(3)對初步解密圖像進行位平面分解，對分解后得到的各位平面進行異或計算，并將計算結果合成，得到解密后的圖像；

設待解密圖像的像素為2ⁱ×2ⁱ，則在對待解密圖像進行位平面分解時將該待解密圖像分為i個位平面，所述異或計算為：將第j個位平面與第(i-j+1)個位平面進行異或計算，并將計算結果作為異或計算后的第(i-j+1)個位平面；其中j小于i/2。

6.根據權利要求5所述的一種加密圖像解密方法，其特征在于，第k個位平面第m行第n列的像素點為：

其中，mod符號是求余運算符，k為0到i之間的正整數，S(m,n)為待解密圖像第m行第n列的像素點。

7.根據權利要求5所述的一種加密圖像解密方法，其特征在于，得到初步解密圖像后，先對其進行逆置亂處理，然后再進行位平面分解。

8.根據權利要求5所述的一種加密圖像解密方法，其特征在于，所述四維超混沌Chen系統動力學方程為：

其中x₁,x₂,x₃,x₄為系統狀態變量，a＝35，b＝7，c＝12，d＝3，e＝0.5，α＝1，驅動系統密鑰初始值為x₀＝[1.2157,3.0436,1.8573,2.9458]。