[发明专利]一种图像加密、解密方法及装置、设备和可读存储介质

权利要求书

1.一种图像加密方法，其特征在于，包括：

形成标记元素，所述标记元素用于区分原始图像中需加密内容和无需加密内容；

采用加密密钥随机形成加密序列，加密序列与标记元素进行运算得到加密元素；

通过加密元素对待加密图像进行加密，形成加密图像；

所述标记元素为二值标记矩阵，若原始图像的空域像素矩阵为I_h×w＝(I_i,j)_h×w，则标记矩阵为m_h×w＝(m_i,j)_h×w，当I_i,j为需要加密的像素时m_i,j＝1，反之m_i,j＝0；

其中i＝1,2,3,…,h且j＝1,2,3,…,w，I_i,j为图像的单个像素，取值在0-255之间，h和w分别为原始图像的高和宽；

所述加密序列为加密矩阵，使用密钥生成N+1个由随机0和1所组成的二值加密矩阵，依次分别为其中参数N为根据图像的单个像素选定的大于0小于8的自然数；

采用标记矩阵将前N个加密矩阵中非加密像素位置所对应的元素清零得到加密元素；

对前N个加密矩阵分别与标记矩阵采用比特位与运算，得到前N个掩码矩阵，第N+1个加密矩阵不作处理直接形成第N+1个掩码矩阵，N+1个所述掩码矩阵为加密元素；

将标记元素嵌入原始图像，形成待加密图像；

加密元素与待加密图像进行比特位异或运算，形成加密图像；

形成加密图像包括：将加密图像像素矩阵的除标记矩阵嵌入的位平面外的N个位平面分别与前N个掩码矩阵进行异或运算，最后一个掩码矩阵与标记矩阵嵌入的位平面进行异或运算，形成加密图像；或者，加密图像像素矩阵前N个位平面分别与前N个掩码矩阵进行异或运算，最后一个掩码矩阵与标记矩阵嵌入的位平面进行异或运算，形成加密图像。

2.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，采用标记矩阵替换原始图像的单个像素的某一比特位，形成待加密图像。

3.根据权利要求2所述的图像加密方法，其特征在于，采用标记矩阵替换原始图像的单个像素的最低比特位。

4.根据权利要求1-3任一项所述的图像加密方法，其特征在于，所述标记元素不嵌入原始图像，所述待加密图像为原始图像。

5.根据权利要求3所述的图像加密方法，其特征在于，对于待加密图像像素矩阵从高到低数第1，2，…，N，8这N+1个位平面分别与掩码矩阵进行异或运算，如果N小于7，加密后图像像素的第N+1到第7个比特位与加密之前相同，得到加密图像像素矩阵。

6.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，所述参数N选为3、4、5、6或7。

7.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，将BMP图像的RGB三个颜色通道作为三个图像分别进行加密。

8.一种图像解密方法，其特征在于，包括：

采用解密密钥形成解密序列；

使用解密序列与标记元素进行运算得到解密元素，所述标记元素为加密时用于区分加密内容和无加密内容的二值标记矩阵；

对加密图像使用解密元素进行解密，得到解密图像；

所述解密密钥与加密时使用的加密密钥相同，形成的解密序列与加密时形成的加密序列相同；

所述解密序列为解密矩阵，所述解密密钥生成N+1个由随机0和1所组成的二值解密矩阵；其中参数N为加密时根据图像的单个像素选定的大于0小于8的自然数；

对前N个解密矩阵分别与标记矩阵采用比特位与运算，得到加密时采用的前N个掩码矩阵，第N+1个解密矩阵不作处理即为加密时采用的第N+1个掩码矩阵；

所述N+1个掩码矩阵形成解密元素；

对加密后的图像像素矩阵分别与掩码矩阵形成的解密元素进行相应位平面的异或运算，得到解密后的图像像素矩阵。