[发明专利]一种对图像进行二次加密、解密方法以及水印信息篡改区域定位方法

权利要求书

1.一种对图像进行二次加密方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用混沌序列对数字信息进行加密得到混沌加密图像；

2)向混沌加密图像中嵌入水印图像W，得到含有水印的二次加密图像。

2.根据权利要求1所述的对图像进行二次加密方法，其特征在于，所述的步骤1)利用混沌序列对图像信息进行加密的方法为：对图像进行采样，获取图像矩阵大小N×N，然后利用猫脸变换式A=1112]]>对图像矩阵进行n次离散化的Arnold变换，以使图像的像素位置(x,y)的灰度值移动到图像变换后的像素位置(x',y')，得到混沌加密图像；其中，且P'＝(Aⁿ×P)modN，n为大于等于1的整数；Aⁿ表示猫脸变换式A的n次连乘，P＝(x,y)^T，且P表示图像的像素位置；P′＝(x′,y′)^T，且P′表示对图像的像素位置P进行n次矩阵变换的结果。

3.根据权利要求1所述的对图像进行二次加密方法，其特征在于，步骤2)中向混沌加密图像中嵌入水印图像W包括以下步骤：

2.1)将混沌加密图像读取到二维数组I中，将水印图像W读取到二维数组W中；将二维数组I中的混沌加密图像以及二维数组W中的水印图像W均分割为互补覆盖的M×M个图像子块；

2.2)计算混沌加密图像中每个图像子块的平均灰度m，然后通过每个图像子块的平均灰度m得到混沌加密图像的方差σ²；其中，k表示每个图像子块中包含像素点数；x(i,j)代表图像子块中矩阵位置(i,j)的灰度值；

2.3)对混沌加密图像和水印图像W的每个图像子块均进行M×MDCT变换，得到变换后混沌加密图像和变换后水印图像；

2.4)按照混沌加密图像中每个图像子块的方差σ²由大到小的顺序，依次将变换后水印图像嵌入到的变换后混沌加密图像中，然后进行M×MDCT反变换，实现混沌加密图像中各图像子块的水印图像嵌入，最后合并混沌加密图像中各图像子块，得到含有水印的二次加密图像。

4.根据权利要求3所述的对图像进行二次加密方法，其特征在于：所述的步骤2.4)将变换后的水印图像嵌入到的变换后的混沌加密图像中采用加法准则或乘法准则实现。

5.一种基于权利要求1～4中任意一项权利要求所述的对图像进行二次加密方法的解密方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)从含有水印的二次加密图像中提取出水印图像，得到混沌加密图像；

2)利用混沌序列对混沌加密图像进行解密，得到原始图像信息。

6.根据权利要求5所述的解密方法，其特征在于，所述的步骤1)从含有水印的二次加密图像中提取出水印图像的方法包括以下步骤：

1.1)将含有水印的二次加密图像进行DCT域变换，然后利用DCT域变换后的频域系数v′_i和DCT域变换前的频域系数v_i之差确定含有水印的二次加密图像中含有水印的图像子块的序列起始位置；

1.2)自含有水印的图像子块的序列起始位置开始，计算每个含水印的图像子块的平均灰度m，然后通过每个含水印的图像子块的平均灰度m得到每个含水印的图像子块的方差σ²；按照含水印的图像子块的方差σ²由大到小的顺序进行排序，按照顺序提取前K个含水印的图像子块中的水印信息，得到混沌加密图像。

7.根据权利要求5所述的解密方法，其特征在于：所述的步骤3)利用混沌序列对混沌加密图像进行解密是通过Arnold变换的周期性实现的。

8.一种含有水印的二次加密图像中水印信息篡改区域定位方法，其特征在于，基于权利要求6所述的解密方法，包括以下步骤：

1)按照顺序提取含水印的图像子块中的水印信息形成1×K的一维水印序列；将一维水印序列重组成r×r的二维水印矩阵以对水印图像进行恢复，得到恢复后的水印图像W_c；

2)将恢复后的水印图像W_c置乱，并与加密过程中嵌入的水印图像W进行比较，得到恢复后的水印图像W_c中的水印解码错误W_e，再对水印解码错误W_e进行Baker反变换，得到反变换后水印解码错误W_be；

3)将水印解码错误W_e与反变换后水印解码错误W_be进行对比，定位出水印图像中的篡改区域。