[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: 202010008704.9
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111263026B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 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: H04N1/44
• 分類號: H04N1/44;H04L9/00
• 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幅原始交互圖像分別為I¹₁, I¹₂, …, I¹_k，其大小均為m×n，將它們疊加成一個圖像立方體P_m×n×k；

步驟2：圖像立方體分割：將P_m×n×k進行分割得到一個圖像立方塊集合R¹={r¹_c}，r¹_c為任一圖像立方塊，大小均為p×q×k；

步驟3：混沌序列產生：隨機選取二維Sine-Logistic調制映射的初值x₁, y₁和控制參數α, β；該映射迭代m×n次，可獲兩個混沌序列X={x_s}_mn和Y={y_s}_mn；

步驟4：隨機相位掩膜產生：將X按照長度n依次截斷，順序排列成大小為m×n的矩陣C，計算隨機相位掩膜（Random Phase Mask，RPM）：

RPM=e^jw， （1）

其中，w=2π×C；

步驟5：圖像立方塊置亂：將r¹_c視為k個大小為p×q的矩陣，依次對這k個矩陣進行Zigzag變換得到一個長度為p×q×k的一維度向量V¹，利用混沌序列Y對V¹進行置亂，再對向量進行拆分并利用二維逆Zigzag變換，得置亂后的圖像立方塊r²_c；對R¹中的所有立方塊執行相同的立體置亂操作，得立體置亂后的圖像立方塊集合為R² ={r²_c}；

步驟6：圖像立方體組合：按照一定順序，對R²中的所有圖像立方塊進行組合，得到k幅置亂圖像為I²₁, I²₂, …, I²_k；

步驟7：FrFT變換：對I²₁, I²₂, …, I²_k附加隨機相位，即I³_i= I²_i×RPM，i=1, 2, …, k，可得對應附加相位結果分別為I³₁, I³₂, …, I³_k；隨機選取γ∈[-2, 2]，利用γ階FrFT變換，對I³₁, I³₂, …, I³_k進行線性積分，可得k幅加密圖像分別為I⁴₁, I⁴₂, …, I⁴_k。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟5中，立體置亂指：把一個大小為p×q×k的圖像立方塊視為k個大小為p×q的二維矩陣T₁, T₂, …, T_k；依次對T₁, T₂, …,T_k進行二維Zigzag變換，得對應一維向量分別為V¹₁, V¹₂, …, V¹_k；把V¹₁, V¹₂, …, V¹_k首尾順序連接成V_con；利用Y對V_con進行混沌置亂，得到V_en；對V_en進行k等拆分和二維逆Zigzag變換，可得一個大小為p×q×k的置亂圖像立方塊。