[发明专利]一种彩色图像加密方法及装置

说明书

本发明公开了一种彩色图像加密方法及装置，其中，方法包括：将彩色图像编码为第一四元数矩阵；将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；提取第二四元数矩阵的实部分量和第一至第三虚部分量，并构建得到第一复数矩阵和第二复数矩阵；对第一复数矩阵和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，并重新组合得到第三复数矩阵和第四复数矩阵；对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。该方法有效避免了单通道处理方式的繁琐，能够隐藏图像有意义的内容，可应用于多媒体信息安全领域。

技术领域

本发明涉及图像加密技术领域，特别涉及一种彩色图像加密方法及装置。

背景技术

随着图像采集设备的不断发展，越来越多的彩色图像出现在人们的日常生活和工作中。一方面，这些图像所呈现的信息可能包含个人的隐私，经过互联网传输，面临被非法传播、使用的问题。另一方面，这些图像也可以轻易地使用免费软件篡改。因此，图像信息的安全面临着巨大挑战。

对于彩色图像加密，可以使用已有的灰度图像加密方法。比如基于索引格式的彩色图像加密方法，这种方法将彩色图像表示整数矩阵和色彩映射矩阵，并将整数矩阵作为灰度图像处理。但是这种预处理方法容易造成色彩信息的丢失。另外，彩色图像本身可以视为多通道灰度图像，在加密过程和相应的解密过程中可以对每个通道分量进行单独处理，然后再将结果合并在一起。比如Panna等人提出基于图像子块分数阶Fourier变换和小波变换的彩色图像加密方法，该方法将每个颜色分量作为一幅灰度图像进行处理，加密过程不仅繁琐，而且密文需要较大的存储空间。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种彩色图像加密方法，该方法有效避免了单通道处理方式的繁琐，能够隐藏图像有意义的内容，可应用于多媒体信息安全领域。

本发明的另一个目的在于提出一种彩色图像加密装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种彩色图像加密方法，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。

本发明实施例的彩色图像加密方法，将彩色图像表示为四元数矩阵进行整体编码和处理，避免了单通道处理方式的繁琐，能够隐藏图像有意义的内容，可应用于多媒体信息安全领域。

另外，根据本发明上述实施例的彩色图像加密方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，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。