[发明专利]一种彩色图像加密方法及装置

权利要求书

1.一种彩色图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将彩色图像编码为第一四元数矩阵；

步骤S2：将所述四元数矩阵划分为互不重叠的子块，并对每块子块进行调制、四元数Gyrator变换，得到第二四元数矩阵；

步骤S3：提取所述第二四元数矩阵的实部分量和第一至第三虚部分量，并根据所述实部分量和所述第一至第三虚部分量构建得到第一复数矩阵和第二复数矩阵；

步骤S4：对所述第一复数矩阵和所述第二复数矩阵进行多分辨率分解得到近似分量和细节分量，并根据所述近似分量和细节分量重新组合得到第三复数矩阵和第四复数矩阵；

步骤S5：对所述第三复数矩阵和第四复数矩阵均进行角度为β的Gyrator变换，分别得到第一密文图像和第二密文图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一四元数矩阵为：

f_q(x,y)＝if_R(x,y)+jf_G(x,y)+kf_B(x,y)，

其中，(x,y)表示空间域坐标；i、j、k满足：i²＝j²＝k²＝-1，ij＝k，ji＝-k，jk＝i，kj＝-i，ki＝j,ik＝-j；f_R(x,y)、f_G(x,y)和f_B(x,y)分别对应彩色图像的红、绿、蓝颜色分量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述四元数矩阵划分为互不重叠的子块的公式为：

构建一个相位函数P＝e^μ2πZ，其中，μ为任一单位纯四元数，μ＝iγ₁+jγ₂+kγ₃且μ²＝-1，γ₁、γ₂和γ₃均为实数，Z为随机矩阵且Z∈[0,1]。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，四元数Gyrator变换公式为：

其中，(u,v)为频域坐标，α为角度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一复数矩阵和第二复数矩阵的计算公式为：

其中，S实部分量，X、Y和Z分别为第一虚部分量、第二虚部分量和第三虚部分量。

6.一种彩色图像加密装置，其特征在于，包括：

编码模块，用于将彩色图像编码为第一四元数矩阵；

划分模块，用于将所述四元数矩阵划分为互不重叠的子块，并对每块子块进行调制、四元数Gyrator变换，得到第二四元数矩阵；

提取模块，用于提取所述第二四元数矩阵的实部分量和第一至第三虚部分量，并根据所述实部分量和所述第一至第三虚部分量构建得到第一复数矩阵和第二复数矩阵；

分解模块，用于对所述第一复数矩阵和所述第二复数矩阵进行多分辨率分解得到近似分量和细节分量，并根据所述近似分量和细节分量重新组合得到第三复数矩阵和第四复数矩阵；

变换模块，用于对所述第三复数矩阵和第四复数矩阵均进行角度为β的Gyrator变换，分别得到第一密文图像和第二密文图像。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，第一四元数矩阵为：

f_q(x,y)＝if_R(x,y)+jf_G(x,y)+kf_B(x,y)，

其中，(x,y)表示空间域坐标；i、j、k满足：i²＝j²＝k²＝-1，ij＝k，ji＝-k，jk＝i，kj＝-i，ki＝j,ik＝-j；f_R(x,y)、f_G(x,y)和f_B(x,y)分别对应彩色图像的红、绿、蓝颜色分量。