[發明專利]一種圖像加密方法和系統

有效

• 申請號: 201811429064.8
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109657483B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 花忠云;金帆;黃荷姣
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;H04L9/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明;洪銘福

1.一種圖像加密方法，其特征在于，包括步驟：

S1、根據比特位面分層待處理圖像，標記待處理圖像的待處理區域的尺寸為M×N，輸出對應的三維矩陣E，E的尺寸為M×N×L，其中，L為位面層數；

S2、隨機生成M×N的矩陣RA，獲取對應的索引矩陣RO，隨機生成N×L的矩陣PA，獲取對應的索引矩陣PO；

S3、生成與三維矩陣E尺寸一致的矩陣TA，TA_i,j,k＝|RA_i,j-PA_j,k|，其中，i，j，k為三維坐標；

S4、逐層、逐行地選擇矩陣E中坐標為(RO_r,n,n,PO_n,p)的像素以作為待變換參數，其中，r∈1～M為行索引，p∈1～L為位面層索引，n∈1～N；

S5、逐層、逐行地將矩陣TA中坐標為(RO_r,n,n,PO_n,p)的值進行排序以獲取向量V，基于所述向量V處理對應的待變換參數以獲取置亂矩陣D；

S6、異或所述置亂矩陣D以獲取被加密的圖像。

2.根據權利要求1所述的一種圖像加密方法，還包括步驟S0、對初始圖像進行預處理，其特征在于，步驟S0包括：

對初始圖像進行二進制處理以得到邊緣圖像，利用連通區域函數過濾出符合閾值的第一區域，對第一區域進行形態處理以獲得待處理圖像。

3.根據權利要求1所述的一種圖像加密方法，其特征在于，步驟S6具體包括：

按照行、列和層的順序異或所述置亂矩陣D以獲取被加密的圖像。

4.根據權利要求1所述的一種圖像加密方法，其特征在于，步驟S2具體包括：

基于混沌系統或偽隨機數生成器生成M×N的矩陣RA和N×L的矩陣PA，然后對PA的每一列進行排序，得到索引矩陣RO，對PA的每一行進行排序，得到索引矩陣PO。

5.根據權利要求2所述的一種圖像加密方法，其特征在于，對符合閾值的部分進行形態處理具體包括：

對第一區域進行腐蝕處理，移除孤立像素，加厚補償以獲得第二區域，第一區域按像素與第二區域，通過求凸包獲得第三區域，度量第三區域的屬性以獲得待處理圖像。

6.一種圖像加密系統，其特征在于，包括：

標記模塊，用于根據比特位面分層待處理圖像，標記待處理圖像的待處理區域的尺寸為M×N，輸出對應的三維矩陣E,E的尺寸為M×N×L，其中，L為位面層數；

索引模塊，用于隨機生成M×N的矩陣RA，獲取對應的索引矩陣RO，隨機生成N×L的矩陣PA，獲取對應的索引矩陣PO；

重組模塊，用于生成與三維矩陣E尺寸一致的矩陣TA，TA_i,j,k＝|RA_i,j-PA_j,k|，其中，i，j，k為三維坐標；

置亂模塊，用于逐層、逐行地選擇矩陣E中坐標為(RO_r,n,n,PO_n,p)的像素以作為待變換參數，其中，r∈1～M為行索引，p∈1～L為位面層索引，n∈1～N；

置亂模塊，還用于逐層、逐行地將矩陣TA中坐標為(RO_r,n,n,PO_n,p)的值進行排序以獲取向量V，基于所述向量V處理對應的待變換參數以獲取置亂矩陣D；

異或模塊，用于異或所述置亂矩陣D以獲取被加密的圖像。

7.根據權利要求6所述的一種圖像加密系統，其特征在于，還包括：

預處理模塊，用于對初始圖像進行二進制處理以得到邊緣圖像，利用連通區域函數過濾出符合閾值的第一區域，對第一區域進行形態處理以獲得待處理圖像。

8.根據權利要求6所述的一種圖像加密系統，其特征在于，所述異或模塊，具體用于按照行、列和層的順序異或所述置亂矩陣D以獲取被加密的圖像。