[發(fā)明專利]一種分數(shù)隨機變換域等模矢量分解的彩色圖像加解密方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910056722.1
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109858264B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 王君;陳旭東;劉琦
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種分數(shù)隨機變換域等模矢量分解的彩色圖像加解密方法，其特征是按如下步驟進行：加密：

第一步：原始彩色圖像I(x,y)經(jīng)過重排和尺寸調整，從RGB三通道模式變換成一個二維的灰度圖像I₁(x,y)，原始圖像分辨率為M×N,單通道的灰度圖像I₁(x,y)分辨率為M×N×3；

第二步：對I₁(x,y)進行離散小波變換通過空間濾波，將其分解成低頻部分l(x,y)和高頻部分h(x,y)，其分辨率分別為M×N，M×N×2.25，其中低頻部分l包含0.25的高頻部分；

第三步：通過壓縮感知技術對高頻部分進行壓縮分割，將原始高頻部分分解成與原圖尺寸相等的兩個矩陣h₁(x,y)，h₂(x,y)，表示為hh(x,y)＝{h₁(x,y),h₂(x,y)}；

第四步：將低頻部分l(x,y)與其中任意一個高頻h₁(x,y)結合，生成一個復函數(shù)f₁(x,y)；而另一個高頻部分h₂(x,y)則作為離散分數(shù)隨機變換的一個輸入矩陣，對復函數(shù)f₁(x,y)進行離散分數(shù)隨機變換，得到輸出函數(shù)f₂(u,v)，其過程表示為f₁(x,y)＝l(x,y)+j×h₁(x,y)，f₂(u,v)＝F^α{f₁(x,y),h₂(x,y)},其中j表示虛數(shù)單位；

第五步：輸出函數(shù)f₂(u,v)通過等模矢量分解，得到最終的密文P₁(u,v)和私鑰P₂(u,v)，表示為{P₁(u,v),P₂(u,v)}＝EMD{f₂(u,v)}；

解密：

第一步：首先，對密文P₁(u,v)和私鑰P₂(u,v)進行逆等模矢量分解，得到復函數(shù)f’₂(u,v)，表示為f’₂(u,v)＝IEMD{P₁(u,v),P₂(u,v)}；

第二步：復函數(shù)f’₂(u,v)通過逆離散分數(shù)隨機變換得到f’₁(x,y)，其中高頻部分h₂(x,y)仍作為離散分數(shù)隨機變換的一個輸入矩陣；取f’₁(x,y)的實部，得到解密的低頻部分l’(x,y)，取f’₁(x,y)的虛部，得到壓縮的高頻部分hh’(x,y)，其過程表示為f’₁(x,y)＝IDFRT{f’₂(u,v),h₂(x,y)},l’(x,y)＝real(f’₁(x,y)),hh’(x,y)＝imag(f’₁(x,y))；

第三步：通過基追蹤算法對高頻部分hh’(x,y)進行逆壓縮感知，從而得到解壓縮的高頻部分，最終通過逆小波變換得到解密圖像I₁’(x,y)，其過程表示為h’(x,y)＝CS^-1{hh’(x,y)},I₁’(x,y)＝IDWT{h’(x,y),l’(x,y)}。