[发明专利]一种基于信息熵的图像置乱程度衡量方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理与信息安全领域，特别涉及一种基于信息熵的图像置乱程度衡量方法。

背景技术

计算机网络和多媒体通信技术的飞速发展，使得信息在网络上传输的更为便捷、流畅。图像正成为个人、公司企业、政府机关等进行网络信息交流的重要载体。同时，基于图像的信息安全问题日益突出，图像安全保密技术的研究越来越受到人们的关注。

置乱是图像加密中研究比较广泛的一种方法。图像的置乱技术是指，发送方借助数学或其他领域的技术，对图像的空间域(位置空间、色彩空间)作变换使之生成一幅面目杂乱的再用于传输；在传输过程中，非法截获者无法从中获得原图像信息，从而达到图像保密的目的；接受方经去乱过程，可恢复原图像。即使攻击者能够恢复出原始图像，也将要耗费大量的人力、物力和财力，同时时间的消耗也使破译失去了意义。

目前图像置乱技术大体上可以分为三类：像素位置变换、像素灰度值变换以及像素位置和灰度值同时变换。

图像置乱的目的是达到信息的隐藏，确保信息的安全，而一种置乱技术的好坏需要一个评价标准，以此来确保置乱的有效性以及图像的安全性。此外，数字水印技术也是数据版权保护的重要方法，置乱程度衡量方法对于图像置乱到什么程度时水印算法的鲁棒性最强起到重要的指导作用。因此，如何评价图像的置乱程度是一个很值得研究的领域，具有重要的实际意义。

现有的大部分图像置乱程度评估方法均要依赖于采用置乱技术进行置乱前的原始图像，实用性不高，且有些只适用于某类置乱技术的评估，无对常见类型置乱技术均适用的高泛化性，限制了其实际应用。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于信息熵的图像置乱程度衡量方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于信息熵的图像置乱程度衡量方法，包括如下步骤：

（1）获取图像；

（2）对图像进行分块；

（3）分别计算各个图像分块的信息熵，所述各个图像分块的信息熵H由下式获得：

H=-Σi=0L-1p(Xi)log2p(Xi)]]>

式中：p(X_i)表示图像分块中灰度值为i的像素出现的概率,L为图像的灰度等级数，常见的图像的灰度等级数为256；在灰度等级数为256的图像里，i的取值范围为0≤i≤255。

（4）计算各个图像分块信息熵的方差；

所述图像分块的信息熵方差varH由下式获得：

varH=(Σk=1t(Hk-H‾)2)/t]]>

式中，H_k表示第K个图像分块的信息熵，表示所有图像分块的信息熵的平均值，t表示图像分块的总块数，1≤k≤t；

（5）把步骤（4）中的信息熵的方差代入到置乱程度衡量公式，即得到图像的置乱程度；

所述图像的置乱程度SD为：