[发明专利]基于混沌和相位恢复过程的单通道彩色图像加密方法

权利要求书

1.基于混沌和相位恢复过程的单通道彩色图像加密方法，其特征在于，包括彩色图像混沌置乱和分解步骤、纯相位提取和调制步骤及混沌扩散步骤。

2.如权利要求1所述的发明基于混沌和相位恢复过程的单通道彩色图像加密方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步：彩色图像混沌置乱和分解，先将三维M×N×3像素的彩色图像转换成二维3M×N像素的灰度图像，再使用成对logistic映射产生的混沌序列对置乱该灰度图像，得到置乱后的3M×N的灰度图像，将置乱后的3M×N的灰度图像分解成三个M×N的变量图像I_i′(i＝1,2,3)；

xn=px·xn-1·(1-xn-1)yn=py·yn-1·(1-yn-1)---(1)]]>

px=3.90000<yj≤0.53.98880.5<yj---(2)]]>

py=3.94440<xi≤0.54.00000.5<xi---(3)]]>

式（1）定义了成对Logistic映射产生的混沌序列对(x_n,y_n)，其中p_x和p_y是参数，x_n-1和y_n-1是混沌序列的值，n为混沌序列的长度，(x₀,y₀)是混沌序列对的初值且x₀,y₀∈(0，1)；

式（2）定义了成对Logistic映射函数中参数p_x的取值，y_i为混沌序列中第i个元素的值；

式（3）定义了成对Logistic映射函数中参数p_y的取值，x_i为混沌序列中第i个元素的值；

第二步，纯相位提取和调制，对第一步得到的三个变量I_i′(i＝1,2,3)分别使用分数傅里叶域相位恢复过程求取其纯相位函数三个纯相位函数调制后的结果为G，对结果G实施一次α₁阶分数傅里叶变换得到临时的中间变量I″，

式（4）中G是三个纯相位函数调制后的结果，其中j为虚部符号，为变量I_i′的纯相位函数，i＝1,2,3，exp{·}为指数运算；

所述分数傅里叶域相位恢复过程使用三个相位掩码；

第三步，混沌扩散，先将二维M×N像素的中间变量I″转换成一维M×N的序列，再对该M×N的序列实施混沌扩散得到最终的密文图像I″′；

x_n＝p·x_n-1·(1-x_n-1)    （5）

vi'=(vi+ci+vi-1+vi-1')mod256---(6)]]>

式（5）定义了Logistic映射生成的混沌序列X（X＝{x₁,x₂,…,x_n}），其中，p是常数且0＜p≤4，n为混沌序列的长度，x_n-1∈[0，1]，x_n∈[0，1]为混沌序列的值；

式(6)用来实施混沌扩散来产生密文，其中，c_i∈X是混沌序列值，v_i,v_i′分别为当前的明文值和密文值，v_i-1,v_i-1′分别为前一个明文值和密文值，mod为取余运算符。