[发明专利]彩色图像加密方法和装置

说明书

本发明提出一种彩色图像加密方法和装置，其中，方法包括：根据与待加密彩色图像中每个颜色通道的像素的坐标，生成与三个颜色通道对应的三元数矩阵；将三元数矩阵划分为互不重叠的多个矩阵块，并对多个矩阵块中的每个矩阵块进行离散三元数傅里叶变换，获取与每个矩阵块对应的频谱信息；对所有矩阵块的频谱信息组合，生成三元频谱矩阵，并提取三元频谱矩阵中的实部分量、第一虚部分量和第二虚部分量；对实部分量、第一虚部分量和第二虚部分量分别进行二维傅里叶变换后，获取与其实部分别对应的第一矩阵，以及与其虚部分别对应的第二矩阵；根据第一矩阵和第二矩阵确定加密图像。本发明操作简单、具有较高的安全性和较低的存储空间。

技术领域

本发明涉及多媒体信息安全技术领域，尤其涉及一种彩色图像加密方法和装置。

背景技术

随着计算机网络和多媒体技术的飞速发展，数字化的信息可以便捷的通过网络传输、分享和使用。在众多的多媒体数据中，图像可以携带更大的信息量而且具有“所见即所得”的效果，成为一种重要的交流方式。这些数字化的信息不仅涉及了个人的隐私，而且还关系到国家在政治、经济、国防等方面的安全性，因此图像的信息安全引起了人们的密切重视。

自双随机相位编码技术被提出以来，图像加密算法得到了不断的研究和发展。相对于灰度图像，彩色图像具有更丰富的信息。针对彩色图像加密问题通常是基于四元数的彩色图像矩阵表示可以将彩色图像的不同颜色分量编码为一个整体进行处理，但是由于在表示彩色图像时，将四元数矩阵实部置为零矩阵，而输出结果为全四元数矩阵，需要较大的存储空间。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种彩色图像加密方法，以实现操作简单、具有较高的安全性和较低的存储空间。

本发明的第二个目的在于提出一种彩色图像加密装置。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。

本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种彩色图像加密方法，包括：根据与待加密彩色图像中每个颜色通道的像素的坐标，生成与三个颜色通道对应的三元数矩阵；将所述三元数矩阵划分为互不重叠的多个矩阵块，并对所述多个矩阵块中的每个矩阵块进行离散三元数傅里叶变换，获取与所述每个矩阵块对应的频谱信息；对所有矩阵块的频谱信息组合，生成三元频谱矩阵，并提取所述三元频谱矩阵中的实部分量、第一虚部分量和第二虚部分量；对所述实部分量、所述第一虚部分量和所述第二虚部分量分别进行二维傅里叶变换后，获取与所述实部分量、所述第一虚部分量和所述第二虚部分量的实部分别对应的第一矩阵，以及与所述实部分量、所述第一虚部分量和所述第二虚部分量的虚部分别对应的第二矩阵；根据所述第一矩阵和所述第二矩阵确定加密图像。

在本发明的实施例中，所述将所述三元数矩阵划分为互不重叠的多个矩阵块，包括：将所述三元数矩阵划分互不重叠的2×2个矩阵块。

在本发明的实施例中，所述并对所述多个矩阵块中的每个矩阵块进行离散三元数傅里叶变换，获取与所述每个矩阵块对应的频谱信息，包括：使用离散三元数傅里叶变换的计算公式对所述多个矩阵块中的每个矩阵块计算，获取所述频谱信息，其中，所述计算公式为：

其中，(u,v)表示频域坐标，N×M为所述待加密彩色图像的尺寸信息，θ为秘钥，μ_1,θ＝i cosθ+j sinθ，i、j满足：i²＝j，ij＝ji＝-1，j²＝-i，T_θ(u,v)为所述频谱信息，(m,n)表示空间坐标。