[发明专利]一种图像加密方法和系统

权利要求书

1.一种图像加密方法，其特征在于，包括步骤：

S1、根据比特位面分层待处理图像，标记待处理图像的待处理区域的尺寸为M×N，输出对应的三维矩阵E，E的尺寸为M×N×L，其中，L为位面层数；

S2、随机生成M×N的矩阵RA，获取对应的索引矩阵RO，随机生成N×L的矩阵PA，获取对应的索引矩阵PO；

S3、生成与三维矩阵E尺寸一致的矩阵TA，TA_i,j,k＝|RA_i,j-PA_j,k|，其中，i，j，k为三维坐标；

S4、逐层、逐行地选择矩阵E中坐标为(RO_r,n,n,PO_n,p)的像素以作为待变换参数，其中，r∈1～M为行索引，p∈1～L为位面层索引，n∈1～N；

S5、逐层、逐行地将矩阵TA中坐标为(RO_r,n,n,PO_n,p)的值进行排序以获取向量V，基于所述向量V处理对应的待变换参数以获取置乱矩阵D；

S6、异或所述置乱矩阵D以获取被加密的图像。

2.根据权利要求1所述的一种图像加密方法，还包括步骤S0、对初始图像进行预处理，其特征在于，步骤S0包括：

对初始图像进行二进制处理以得到边缘图像，利用连通区域函数过滤出符合阈值的第一区域，对第一区域进行形态处理以获得待处理图像。

3.根据权利要求1所述的一种图像加密方法，其特征在于，步骤S6具体包括：

按照行、列和层的顺序异或所述置乱矩阵D以获取被加密的图像。

4.根据权利要求1所述的一种图像加密方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

基于混沌系统或伪随机数生成器生成M×N的矩阵RA和N×L的矩阵PA，然后对PA的每一列进行排序，得到索引矩阵RO，对PA的每一行进行排序，得到索引矩阵PO。

5.根据权利要求2所述的一种图像加密方法，其特征在于，对符合阈值的部分进行形态处理具体包括：

对第一区域进行腐蚀处理，移除孤立像素，加厚补偿以获得第二区域，第一区域按像素与第二区域，通过求凸包获得第三区域，度量第三区域的属性以获得待处理图像。

6.一种图像加密系统，其特征在于，包括：

标记模块，用于根据比特位面分层待处理图像，标记待处理图像的待处理区域的尺寸为M×N，输出对应的三维矩阵E,E的尺寸为M×N×L，其中，L为位面层数；

索引模块，用于随机生成M×N的矩阵RA，获取对应的索引矩阵RO，随机生成N×L的矩阵PA，获取对应的索引矩阵PO；

重组模块，用于生成与三维矩阵E尺寸一致的矩阵TA，TA_i,j,k＝|RA_i,j-PA_j,k|，其中，i，j，k为三维坐标；

置乱模块，用于逐层、逐行地选择矩阵E中坐标为(RO_r,n,n,PO_n,p)的像素以作为待变换参数，其中，r∈1～M为行索引，p∈1～L为位面层索引，n∈1～N；

置乱模块，还用于逐层、逐行地将矩阵TA中坐标为(RO_r,n,n,PO_n,p)的值进行排序以获取向量V，基于所述向量V处理对应的待变换参数以获取置乱矩阵D；

异或模块，用于异或所述置乱矩阵D以获取被加密的图像。

7.根据权利要求6所述的一种图像加密系统，其特征在于，还包括：

预处理模块，用于对初始图像进行二进制处理以得到边缘图像，利用连通区域函数过滤出符合阈值的第一区域，对第一区域进行形态处理以获得待处理图像。

8.根据权利要求6所述的一种图像加密系统，其特征在于，所述异或模块，具体用于按照行、列和层的顺序异或所述置乱矩阵D以获取被加密的图像。