[发明专利]基于模逆运算的数字图像加密方法和图像解密方法

说明书

本发明公开了一种基于模逆运算的数字图像加密方法，包括：给定原图像A；A中位于第i行第j列处的像素点表示为p_i,j，将i+j的值是奇数的所有像素点归为第一类，将i+j的值是偶数的所有像素点归为第二类；对第一类或第二类的所有像素点进行模逆运算，用求得的模逆值替换原来的像素值，得到加密后的图像A′；对A′中由权利要求1所述的A中第一类或第二类的像素点进行模逆运算得出的像素点再进行模逆运算；将求得的模逆值替换原来的像素值，即可恢复出原图像A。本发明对图像的像素点分类方法简单易行，对像素点的加密运算简单，在整个加密和恢复过程中不需要额外的信息，图像信息传输效率高，个别像素点的错误不会引起误差的扩散现象。

技术领域

本发明涉及图像处理中的加密与恢复技术领域，尤其涉及一种图像加密方法和图像解密方法。

背景技术

信息技术的迅猛发展一方面给人们的生活带来了极大的便捷，另一方面，由传输过程中的信息泄露或被篡改所带来的问题在一定程度上威胁了信息的安全。数字图像作为信息传输的主要载体之一，不可避免地受到非法的攻击。如何做到既能高效地传输数字图像又能避免信息被泄露一直是信息安全领域内的重要研究内容之一。

不同于文本、语音等媒体的加密，数字图像的加密有着其独有的特点：首先，数字图像本身包含大量的数据，因此，对其加密需要大的存储空间。其次，数字图像对数据恢复的实时性有很高的要求，因为独立的部分图像数据没有任何意义，只有当大多数的数据被恢复出时，图像的信息才能被识别出。现有的关于图像加密技术几乎都是围绕这两方面的特征展开的：如基于置乱的加密技术以及基于计算机图形学的图像加密技术。通常好的加密效果和小的存储空间这两方面是不能兼得的，如基于置乱的图像加密技术有着较好的加密效果，但一般随需要的存储空间较大；基于计算机图形学的加密技术所需要的存储空间较小，但加密效果有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决更小的存储空间和好的加密效果不能兼得这一矛盾而提供的一种图像加密方法和图像解密方法。

为了实现上述目的，本公开提供一种基于模逆运算的数字图像加密方法，包括以下步骤：

S1：给定原图像A；

S2：A中位于第i行第j列处的像素点表示为p_i,j，将i+j的值是奇数的所有像素点归为第一类，将i+j的值是偶数的所有像素点归为第二类；

S3：对第一类或第二类的所有像素点进行模逆运算，用求得的模逆值替换原来的像素值，得到加密后的图像A′。

图像解密方法，用于对上述的数字图像加密方法加密的图像A′进行解密，包括以下步骤：

A1：对A′中由权利要求1所述的A中第一类或第二类的像素点进行模逆运算得出的像素点的模逆值；

A2：将求得的模逆值替换原来的像素值，即可恢复出原图像A。

本发明的有益效果在于：

1、本发明中对图像的像素点分类是按照其行标和列标和的奇偶来确定的，故分类方法简单易行；

2、本发明中对像素点的加密是通过求该点像素值的模逆得到的，由于再没有涉及其它的运算，故运算简单；

3、本发明提供的基于模逆运算的数字图像加密方法和图像解密方法，由于在整个加密和恢复过程中，系统不需要额外的信息，故图像信息传输的效率较高；

4、本发明提供的加密图像在恢复时，只需要将加密位置处像素值的模逆求出即可，而该值可通过查表得到。因而，加密图像的恢复方法简单且高效，所需的运算量小。

5、在图像的加密和解密过程中，各个像素点是相互独立的，故个别像素点的错误不会引起误差的扩散现象。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：