專利名稱：基于混沌隨機(jī)相位和相干疊加原理的數(shù)字圖像隱藏方法
基于混沌隨機(jī)相位和相干疊加原理的數(shù)字圖像隱藏方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是圖像的加密和隱藏方法。背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展和對(duì)大量圖像信息傳輸需求的日益增加，數(shù)字圖像安全處理技術(shù)已變得更加重要，探索和開發(fā)圖像加密和隱藏技術(shù)具有很高的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值。而基于光學(xué)原理的圖像處理技術(shù)是圖像安全處理領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)，目前應(yīng)用較為廣泛的是利用雙隨機(jī)相位編碼技術(shù)，結(jié)合光學(xué)傅立葉變換、光學(xué)分?jǐn)?shù)傅立葉變換或菲涅耳變換的圖像編碼方法，其加密結(jié)果為接近統(tǒng)計(jì)無(wú)關(guān)的均勻隨機(jī)噪聲。另外也可以通過(guò)迭代光學(xué)傅立葉變換等方法，將明文加密成另一幅已知圖像。由于這些光學(xué)加密方法所需硬件成本高，光路復(fù)雜，靈活性低以及失真較大，因此在實(shí)際應(yīng)用上受到了很大限制。但基于上述加密原理的數(shù)字圖像處理技術(shù)則沒(méi)有這些限制，從而大大增加了這些技術(shù)的實(shí)用性。
利用這些基于光學(xué)原理的數(shù)字加密方法對(duì)圖像進(jìn)行處理之后通常可以得到均勻隨機(jī)噪聲，并且在未知正確解密密鑰的情況下攻擊者無(wú)法通過(guò)加密結(jié)果獲取原圖。但這些數(shù)字加密的過(guò)程通常要經(jīng)歷多次光學(xué)傳輸變換的運(yùn)算，而且加密結(jié)果也為復(fù)振幅，不利于數(shù)字的打印或顯示。而通過(guò)采用相位恢復(fù)算法，即利用迭代傅里葉算法，可將待加密的數(shù)字圖像加密成另一幅已知圖像(隱藏結(jié)果)，結(jié)果具有欺騙性，從而不容易引起攻擊者的注意，避免不必要的攻擊。由迭代運(yùn)算得到的相位分布則可以作為解密密鑰。但采用基于相位恢復(fù)算法的圖像隱藏技術(shù)均存在計(jì)算量大、信息不能完全復(fù)原等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供基于混沌隨機(jī)相位和相干疊加原理的圖像快速隱藏方法。
解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)措施本基于混沌隨機(jī)相位和相于疊加原理的圖像快速隱藏方法按如下步驟進(jìn)行
一、圖像的隱藏
(I)兩幅已知大小均為M*N的灰度圖像，歸一化后的灰度值矩陣分別為X1J2,由X1 變換為X2的密鑰組設(shè)為(a、bp R)，其中R在隱藏過(guò)程中產(chǎn)生；
(2)由密鑰參數(shù)(a、Id1)根據(jù)混沛函數(shù)bn+1 = a · bn · (l_bn)計(jì)算得到一非收斂序列b，為保證函數(shù)的高度混沌性，參數(shù)的范圍設(shè)為3. 9彡a彡4，bn e
和n e [1，M*N]， 將序列b轉(zhuǎn)換為一相位序列C，其值滿足Cn = exp (ibn)，序列c可按列式構(gòu)造一大小為M*N 的混沌隨機(jī)相位矩陣C ；
(3)根據(jù) P(x, y) = C(x, y) · exp[i α (χ, y)]計(jì)算得到一大小為 M*N 的矩陣 P,其u .ηV )中( Λ-, V I = JT cl! CCOS^l ................................................J ·"'"Ti
(4)根據(jù) R(x，y) = P(x，y) · exp[i β (x, y)]計(jì)算得到矩陣 R，其中
權(quán)利要求
1. 一種基于混沌隨機(jī)相位和相干疊加原理的數(shù)字圖像快速隱藏方法，其特征是按如下步驟進(jìn)行 一、圖像的隱藏 (1)兩幅已知大小均為M*N的灰度圖像，歸一化后的灰度值矩陣分別為XpX2,由X1變換為X2的密鑰組設(shè)為(a、bp R)，其中R在隱藏過(guò)程中產(chǎn)生； (2)由密鑰參數(shù)(a、、)根據(jù)混沌函數(shù)bn+1-a· bn · (l-bn)計(jì)算得到一非收斂序列b，為保證函數(shù)的高度混沌性，參數(shù)的范圍設(shè)為3. 9彡a彡4，bn e [O, I]和n e [1，M*N]，將序列b轉(zhuǎn)換為一相位序列C，其值滿足Cn = exp (ibn)，序列c可按列式構(gòu)造一大小為M*N的混沌隨機(jī)相位矩陣C ； (3)根據(jù)P(x，y)= C(x, y) · exp[i α (χ, y)]計(jì)算得到一大小為Μ*Ν的矩陣P,其中
全文摘要
一種基于混沌隨機(jī)相位和相干疊加原理的數(shù)字圖像隱藏方法。按如下兩大步驟進(jìn)行一是圖像的隱藏兩幅大小相同的灰度圖像分別用作待隱藏圖像和隱藏的結(jié)果，利用密鑰參數(shù)經(jīng)混沌函數(shù)生成一序列，序列轉(zhuǎn)換為相位矩陣，通過(guò)該矩陣和待隱藏圖像計(jì)算出一矩陣，再通過(guò)所得的矩陣和隱藏結(jié)果圖像計(jì)算得到作為密鑰的相位矩陣；二是圖像的復(fù)原復(fù)原過(guò)程是隱藏過(guò)程的逆過(guò)程，利用密鑰組和隱藏結(jié)果能完全恢復(fù)出原始圖像；本發(fā)明用于圖像的快速加密和解密，具有計(jì)算簡(jiǎn)單直接，安全性高的特點(diǎn)，利用本方法能將大量同尺寸的圖像加密成同一幅圖像，只需根據(jù)不同的密鑰組就能還原出對(duì)應(yīng)的不同明文，得到的加密結(jié)果可以是任意與原圖像同尺寸的已知圖像，更具欺騙性。
文檔編號(hào)G06T1/00GK103023633SQ20121043841
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者汪小剛, 周國(guó)泉, 趙道木 申請(qǐng)人:浙江農(nóng)林大學(xué)