彩色图像快速加密方法
【专利摘要】本发明公开了一种彩色图像快速加密方法，基于Arnold变换实现，具体步骤包括：加密前根据图像尺寸对图像进行分块处理；然后利用Arnold变换同时对图像像素的三个基色分量的位置和灰度进行置乱，完成彩色图像的加密；再对上述加密步骤中的变换进行逆变换，完成对加密图像的解密。本发明通过对现有技术进行改进，改善了加密效果，提高了加密效率，扩大了适用范围。
【专利说明】彩色图像快速加密方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数字信号加密方法，具体涉及一种彩色图像快速加密方法。
【背景技术】
[0002]彩色图像作为多媒体数据的一个主要组成部分，为了保证其在传输过程中的安全性，要进行可靠的加密处理。目前许多加密算法仅限于二值图像或者灰度图像。彩色图像数据与一般的文本数据相比，数据信息量大且数据之间的相关度高，加密过程既要考虑主观的视觉效果的改变又要考虑客观的数据之间相关性的改变，加密的运算量大，耗时多；对传输的彩色图像加密要求具有实时性，因此对加密效率的研究显得尤为重要。
[0003]近年来，很多文章提出了基于混沌系统或超混沌系统的图像加密算法，但是他们更多地在加密的安全性如:密钥空间、像素相关性等方面进行改进和分析，通常都忽视了加密系统的效率。事实上，由于混沌序列的产生本身就需要相当长的时间，即便在加密的时候仅需一次置乱，总的时间也比较长。
[0004]Arnold变换由于加密简单，无需产生加密序列，所以是一种常用的图像置乱加密技术，但其存在如下缺点:
(1)低维的Arnold置乱变换不能改变像素的灰度分布特征,安全性较低,加密效果不理想，且加密及解密的时间依赖加密周期，速度受到周期的限制；
(2)高维的Arnold变换时能改变像素的灰度分布特性，安全性好，但高维的Arnold置乱变换的迭代周期更长，解密效率低；
(3) Arnold变换对图像的形状有要求，Arnold变换运算只适用于方阵,这也大大制约了加密系统的使用范围。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的是提供一种彩色图像快速加密方法，通过对现有技术进行改进，改善了加密效果，提高了加密效率，扩大了适用范围。
[0006]为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是:一种彩色图像快速加密方法，基于Arnold变换实现，其特征在于，包括如下步骤:
1)根据图像尺寸对图像进行分块处理；
2)利用Arnold变换同时对图像像素的三个基色分量的位置和灰度进行置乱，完成彩色图像的加密；
3)对步骤2)中的变换进行逆变换，完成对加密图像的解密。
[0007]上述技术方案中，所述步骤I)中，设图像的长和宽分别为Wm和wn，则
【权利要求】
1.一种彩色图像快速加密方法，基于Arnold变换实现，其特征在于，包括如下步骤: 1)根据图像尺寸对图像进行分块处理； 2)利用Arnold变换同时对图像像素的三个基色分量的位置和灰度进行置乱，完成彩色图像的加密； 3)对步骤2)中的变换进行逆变换，完成对加密图像的解密。
2.根据权利要求1所述的一种彩色图像快速加密方法，其特征在于:所述步骤I)中，设图像的长和宽分别为Wm和wn,则J =wm/wn，将图像分为N块,每块图像的大小为wn Xwn，其中，F=「j],「j]表示取的最小整数。
3.根据权利要求1所述的一种彩色图像快速加密方法，其特征在于:所述步骤2)中，设彩色图像的采样数据为一个三维的矩阵r，rCr，x i) I(Hj)和U表示坐标为{x,y)处像素点的三个基色分量的灰度值，W，(x,j, I)、W，(x,j, J?)和W，Cr，^ 3)表示改变后的灰度值，把坐标为处像素点的三个基色分量的值改变后移动到坐标处，如式(I)所示:
式(I)中，位置UjO与之间的关系按照式(2)转换；灰度值r与/T之间的关系按照式(3)转换:
4.根据权利要求1所述的一种彩色图像快速加密方法，其特征在于:所述步骤3)中，解密时把坐标为Or', 处像素点的三个基色分量的值改变后移动到坐标处U_F)处，如式(4)所示，
式(4)中，(x',y')与U_F)之间的位置关系按照式(5)进行逆转换；灰度值W'与W之间的关系按照式(6)进行逆转换:
【文档编号】G06T1/00GK104077739SQ201410313967
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】彭静玉 申请人:苏州大学应用技术学院