[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

说明书

技术领域

本发明属于图像加密和数字水印技术领域，具体涉及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。

背景技术

在混沌密码学的研究过程中，专门针对数字图像的混沌加密算法受到了重点关注。由于数据量较大的图像一般都被分块处理，且对静止图像数据的加密主要涉及到像素置乱和像素值改变两个方面，因而这些算法都属于分组加密算法的范畴。

与一般的置乱相比，混沌具有以下优点：

(a)形式简单。只要具备混沌映射的参数和初始条件就可以很方便地生成、复制混沌序列，而不必浪费空间来存储很长的整个序列。

(b)初始条件敏感性。一般不同的初始值，即使相当接近，迭代得到的混沌轨迹序列都不相同。同时，混沌动力系统具有确定性，给定相同的初始值，其相应的轨迹肯定相同。从安全的角度考虑，在一般情况下，很难从一段有限长度推断混沌序列的初始条件。

(c)保密性好。如果不知道混沌模型及相关参数，几乎不能破译。因此，混沌数字水印信号可以有效地解决实际应用中大量数字水印的产生问题。

当时如果第三者得知混沌模型及相关参数，则图像就能被破译，危害信息安全。

发明内容

本发明的目的在于提供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，该方法能够保证图像信息的安全性，而且，加密过的密文图像也具有身份认证功能，还能定位出水印信息篡改区域。

为了达到上述目的，本发明对图像进行二次加密方法，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。

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。

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。

一种基于所述的对图像进行二次加密方法的解密方法，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。

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：