[發明專利]基于立體置亂模型和分數階傅里葉變換的多圖像加密方法

有效

• 申請號: 202010008577.2
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111127292B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 張曉強;胡楊明
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06F21/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于立體置亂模型和分數階傅里葉變換(Fractional?Fourier?Transform，FrFT)的多圖像加密方法，其特征在于，加密過程包括如下步驟：

步驟1：圖像立方體構建：令k幅原始圖像分別為I¹₁,I¹₂,…,I¹_k，其大小均為m×n，將它們疊加成k層圖像立方體B¹，大小為m×n×k；

步驟2：混沌序列產生：隨機選取如公式(1)所示的五維超混沌系統的初值x₁,x₂,x₃,x₄,x₅，迭代該系統m×n次，可獲得5個混沌序列X₁＝{x¹_i}_mn，X₂＝{x²_i}_mn，X₃＝{x³_i}_mn，X₄＝{x⁴_i}_mn和X₅＝{x⁵_i}_mn，

其中，a＝10,b＝8/3,c＝28和d＝-6為該五維超混沌系統的控制參數，X₁,X₂,X₃,X₄,X₅為該五維超混沌系統的變量；

步驟3：全排列產生：任取X₃中長度為m的子序列X¹₃，對X¹₃中元素進行升序或降序排列，得新序列X²₃；利用X¹₃中所有元素在X²₃中的位置關系，可得一個全排列Q¹；類似地，任取X₄中長度為n的子序列X¹₄，可得全排列Q²；任取X₅中長度為k的子序列X¹₅，可得全排列Q³；

步驟4：隨機相位掩膜(Random?Phase?Mask，RPM)產生：將X₁,X₂分別按照長度n依次截斷，順序排列成大小為m×n的矩陣C¹,C²，計算：

RPM₁＝e^jp，??(2)

RPM₂＝e^jq，??(3)

其中，p＝2π×C¹，q＝2π×C²和j為虛數單位；

步驟5：圖像立體置亂：利用全排列Q¹，Q²和Q³，依次對B¹執行立體行置亂、立體列置亂和立體層置亂，可得最終置亂結果為B²；

步驟6：附加RPM和FrFT變換：對B²中所有圖層I²₁,I²₂,…,I²_k附加RPM，即I³_i＝I²_i×RPM₁，i＝1,2,…,k；隨機選取γ₁,γ₂∈[-2,2]，利用γ₁階FrFT，對I³₁,I³₂,…,I³_k進行線性積分，可得結果為I⁴₁,I⁴₂,…,I⁴_k；對其附加RPM，即I⁵_i＝I⁴_i×RPM₂，i＝1,2,…,k；利用γ₂階FrFT，對I⁵₁,I⁵₂,…,I⁵_k進行線性積分，可得k幅加密圖像分別為I⁶₁,I⁶₂,…,I⁶_k。