[發明專利]一種采用傅里葉變換與微分變換復合進行圖像加密的方法

有效

• 申請號: 202010936122.7
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112016112B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 雷軍委;王瑞奇;李恒;李靜;晉玉強;陳育良
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍航空大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06F17/14;G06F17/16
• 代理公司: 北京麥匯智云知識產權代理有限公司 11754
• 代理人: 曹治麗

1.一種采用傅里葉變換與微分變換復合進行圖像加密的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S10，對圖像數據進行讀取、圖像類型判斷、數據類型轉換、與數據歸一化處理；

步驟S20，對所述歸一化處理后的數據進行快速傅里葉變換，將相應的實部與虛部進行分解，得到實部矩陣與虛部矩陣；

步驟S30，對所述實部矩陣進行矩陣轉換，變成行數據，然后再進行微分變換與比例變換，對變換后的數據進行疊加，得到比例微分疊加矩陣；

步驟S40，對所述的比例微分疊加矩陣進行矩陣變換得到行矩陣，然后進行快速歸一化處理，得到歸一化矩陣與歸一化信息因子；

步驟S50，將所述的快速歸一化后的行矩陣進行數據重組，存為實部加密圖像；同樣對虛部矩陣數據進行快速歸一化后再進行數據重組，存為虛部加密圖像；再分別將實部加密圖像與虛部加密圖像進行遠程傳輸與發送；

步驟S60，在遠程終端對所述實部加密文件與虛部加密文件進行接收，分別存儲為實部接收矩陣與虛部接收矩陣， 再對實部接收矩陣與虛部接收矩陣進行列矩陣變換與歸一化變換；

步驟S70，根據所述的歸一化信息因子分別對實部接收歸一化列矩陣與虛部接收歸一化列矩陣進行快速歸一化反變換，得到實部反變換矩陣與虛部反變換矩陣，再對實部反變換矩陣進行比例微分逆變換，得到實部比例微分逆變換矩陣；

步驟S80，對所述的實部比例微分逆變換矩陣與虛部反變換矩陣進行復合，得到解密復數矩陣，然后進行數組重組，同時再進行二維快速傅里葉逆變換，再進行快速歸一化后得到解密圖像矩陣，存儲為解密圖片文件，完成文件的解密與接收。

2.根據權利要求1所述的一種采用傅里葉變換與微分變換復合進行圖像加密的方法，其特征在于，對圖像數據進行讀取、圖像類型判斷、數據類型轉換、與數據歸一化處理包括：

首先將圖像數據進行讀取判斷，讀取數據后存為矩陣A1， 其次，對圖片進行判斷，也就是如果是彩色圖片，則將圖片數據轉換為灰色數據，記作B1； 如果已經是黑白圖片，則無需進行轉換， 最后，進行歸一化處理，進行數據類型轉換，即定義矩陣C1(m×n)，使得C1(m×n)的每個元素是相應的B1(m×n)元素的1/255， 其中，m×n表示矩陣的維數，表示矩陣有m行n列； C1(m×n)即為歸一化后的矩陣。

3.根據權利要求1所述的一種采用傅里葉變換與微分變換復合進行圖像加密的方法，其特征在于，對所述歸一化處理后的數據矩陣進行快速傅里葉變換，將相應的實部與虛部進行分解，得到實部矩陣與虛部矩陣包括：

D1(m×n)＝FFT{C1(m×n)}

D1(j,k)＝e_jk+if_jk；

E1(j,k)＝e_jk；

F1(j,k)＝f_jk

其中C1(m×n)為所述歸一化后的矩陣，FFT表示二維快速傅里葉變換，得到的二維復數矩陣記作D1(m×n)，E1(m×n)為相應的實部組成實部矩陣，F1(m×n)為相應的虛部組成虛部矩陣， 其中i為虛部單位，D1(j,k)為矩陣D1(m×n)的第j行，第k列的元素，其為復數矩陣，e_jk為實部，f_jk為其虛部， E1(j,k)為矩陣E1(m×n)的第j行，第k列的元素，F1(j,k)為矩陣F1(m×n)的第j行，第k列的元素，1≤j≤m,1≤k≤n。