[发明专利]基于GT变换和混沌的单通道彩色图像加密方法

权利要求书

1.基于GT变换和混沌的单通道彩色图像加密方法，其特征在于，包含两层加密框架；第一层加密框架中，首先，对彩色图像实施归一化操作并将归一化后的图像分解为红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）三个分量图像；然后，对三个分量图像分别实施Arnold变换进行像素置乱；最后，使用Logistic混沌映射、tent混沌映射、旋转角度为α的Gyrator变换，将置乱后的三个分量图像组合为三通道结构相关的数据信息；在第二层加密框架中，首先，对该三通道结构相关的数据信息执行Arnold变换；然后，对Arnold变换的结果实施相位调制；最后，对相位调制的结果实施Gyrator变换，完成整个加密流程，得到最终的灰度图像信息。

2.如权利要求1所述的基于GT变换和混沌的单通道彩色图像加密方法，其特征在于，第一层加密框架具体包括：

第一步：对原始彩色图像执行归一化操作，并将其分解为R、G、B三个分量图像，分别表示为r(x,y)、g(x,y)和b(x,y)，每幅分量图像中像素最大值为1；

第二步：对分量图像r(x,y)、g(x,y)和b(x,y)分别实施迭代次数为n₃、n₂及n₁的Arnold变换，置乱后的噪声图像分别表示为A_n3(r(x,y))、A_n2(g(x,y))和A_n1(b(x,y))；

第三步：先得到第一个混沌相位调制函数，该函数由置乱后的蓝色分量A_n1(b(x,y))与Logistic混沌映射序列C₁(x,y)组合而成，即为exp{iπ(A_n1(b(x,y))+C₁(x,y))}；将置乱后的绿色分量A_n2(g(x,y))与第一个混沌相位调制函数组合为复数信号H₁(x,y)，对H₁(x,y)实施旋转角度为α的Gyrator变换得到绿色分量和蓝色分量的中间变量H_gb(x,y)，H_gb(x,y)的振幅为T_gb(x,y)，相位为angle{H_gb(x,y)}；然后计算第二个混沌相位调制函数，该函数由angle{H_gb(x,y)}和二维非对称tent映射序列C₂(x,y)组成，即为exp{iπ(angle{H_gb(x,y)}+C₂(x,y))}；将置乱后的红色分量A_n3(r(x,y))与第二个混沌相位调制函数组合为复数信号H₂(x,y)，对H₂(x,y)执行旋转角度为α的Gyrator变换，生成三通道相关的数据信息H_rgb(x,y)。

3.如权利要求1所述的基于GT变换和混沌的单通道彩色图像加密方法，其特征在于，第二层加密框架具体为：先对三通道相关的数据信息H_rgb(x,y)实施迭代次数为n₄的Arnold变换，调制Arnold变换的结果和混沌序列exp{iπ(C₁(x,y)+C₂(x,y)}，对调制得到的结果实施α阶Gyrator变换，提取变换结果的振幅得到最终密文I_final，提取变换结果的相位得到最终相位P_final。