[发明专利]基于Liu混沌系统的图像加密方法

权利要求书

1.一种基于Liu混沌系统的图像加密方法，其特征在于具有如下步骤： 

（1）选取一副规格为m×n的灰度图像作为原始图像，并获得第一图像像素值矩阵，将所述第一图像像素值矩阵中的每个值进行按位异或运算，得到第一数值； 

（2）选取初始值作为Liu混沌系统的加密密钥，并将其代入Liu混沌系统方程中迭代复数次得到三组加密混沌序列； 

（3）对三组加密混沌序列进行处理操作后，从第一加密混沌序列中由第100×c个元素开始，依次取m个元素，组成第一序列，从第二加密混沌序列中由第300×c个元素开始，依次取n个元素，组成第二序列，并将第一序列及第二序列顺次排序生成一行m列的第一矩阵、n行一列的第二矩阵，再生成一个m×m的第一零矩阵和一个n×n的第二零矩阵，c表示第一数值； 

（4）将所述第一矩阵以及第二矩阵按由小到大的顺序排列，从而获得排列矩阵，并根据所述排列矩阵将所述第一零矩阵和第二零矩阵转换成第一置乱矩阵以及第二置乱矩阵，并利用所述第一置乱矩阵以及第二置乱矩阵对所述第一图像信息矩阵作置乱操作，即得到置乱后的第二图像信息矩阵； 

（5）从第三加密混沌序列中由第600×c个元素开始，依次取m×n个元素，组成第三序列； 

（6）将所述第三序列的元素依次读取生成m×n的加密矩阵，并与所述第二图像信息矩阵中的元素进行逐位异或操作，获得第三图像信息矩阵，并将所述第三图像信息矩阵中的每个值进行按位异或运算，得到第二数值，并将第二数值重新赋予第一数值； 

（7）重复步骤（3）‐（6），即对图像进行多次置乱和异或操作，并最终获得加密的第四图像信息矩阵； 

（8）将加密的所述第四图像信息矩阵按照图像标准格式保存，得到最终的加密图像。 

2.根据权利要求1所述的一种基于Liu混沌系统的图像加密方法，其特征在于，还具有相应的解密步骤，具体步骤如下： 

（1）选取加密过程中最后一次循环中使用的第一数值来确定混沌序列的起始位置，并将获得的混沌序列矩阵依次与加密的第四图像信息矩阵进行逐位异或操作，即获得第三图像信息矩阵； 

（2）对所述第一置乱矩阵以及第二置乱矩阵取第一逆矩阵及第二逆矩阵，并利用所述第一逆矩阵及第二逆矩阵对所述第三图像信息矩阵做反置乱操作，即得到所述第二图像信息矩阵，并将所述第二图像信息矩阵中的每个值进行按位异或运算，得到的第二数值； 

（3）重复与加密过程中相同次数的步骤（1）‐（2），即获得最终解密图像。 

2.根据权利要求1所述的基于Liu混沌系统的图像加密方法，其特征在于： 

其中，在所述的步骤（2）中的采用的Liu混沌系统方程正弦映射，见公式（a）， 

。

3.根据权利要求1所述的基于Liu混沌系统的图像加密方法，其特征在于： 

其中，在所述的步骤（3）中对所述三组混沌序列进行的处理操作，见公式（b）， 

t=100×t-round(100×t)   （b）， 

t表示所述三组混沌序列中的每一个元素。 

4.根据权利要求1所述的基于Liu混沌系统的图像加密方法，其特征在于： 

其中，在所述图像加密过程中的步骤（4）中，对所述第一图像信息矩阵作置乱操作，见公式（c）， 

Q1=C2×Q×D2（c）， 

Q表示第一图像信息矩阵，C2和D2分别表示所述第一置乱矩阵以及第二置乱矩阵。