[发明专利]基于SVD及CBC模式结合的图像压缩加密传输方法

权利要求书

1.基于SVD及CBC模式结合的图像压缩加密传输方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(A)，对客户端的原始图像数据进行初始分析，包括数据量、格式、色彩和模式，形成原始图像数据矩阵；

步骤(B)，将原始图像数据矩阵通过奇异值分解分解成三个子矩阵，包括U单式矩阵、VT单式矩阵、∑对角矩阵，所述∑对角矩阵内对角元素为奇异值，对应的原始图像数据矩阵的奇异值；

步骤(C)，选择奇异值中占总奇异值总值90％的奇异值，该选择的奇异值分布在∑对角矩阵的对角线上；

步骤(D)，对选择的奇异值进行对称性和完整性分析，形成对角阵数据矩阵；

步骤(E)，对对角阵数据矩阵进行分块压缩处理，形成分块压缩数据子模块；

步骤(F)，对分块压缩数据子模块进行编号，并产生混沌序列进行加密；

步骤(G)，对加密后的分块压缩数据子模块进行数据传输到服务器端；

步骤(H)，服务器端对接收到分块压缩数据子模块，执行防剪切丢失解密处理，然后对该图像进分析，

其中步骤(C)，选择奇异值中占总奇异值总值90％的奇异值，是用于舍弃接近于0的数值和分散较为稀疏的数值，步骤(D)，对选择的奇异值进行对称性和完整性分析，用于查看剩下的奇异值有没有重复的，进一步压缩传输量，步骤(F)，对分块压缩数据子模块进行编号，并产生混沌序列进行加密，包括以下步骤，

(F1)，产生混沌序列

设原始图像数据大小为m×n，构建混沌序列：{(Xi，Yi，Zi)|i＝1，2，3，...，m×n}，其中，序列{Xi|i＝1，2，3，...，m×n}、{Yi|i＝1，2，3，...，m×n}、{Zi|i＝1，2，3，...，m×n}将用于数字图像的像素位置加密和像素值加密；

(F2)，根据混沌序列依次对分块压缩数据子模块的像素位置加密，将分块压缩数据子模块内的原像素(i₁，j₁)变换到新位置(row，col)；

(F3)，根据混沌序列依次对分块压缩数据子模块的像素值加密，将分块压缩数据子模块内的像素以块为单位，对每一块的所有像素进行链式加密，

其中(F2)，根据混沌序列依次对分块压缩数据子模块的像素位置加密，将分块压缩数据子模块内的原像素(i₁，j₁)变换到新位置(row，col)，包括以下步骤，

(F21)，将混沌序列{Xi|i＝1，2，3，...，m×n}按升序或降序排序得到新的有序序列{cXi|i＝1，2，3，...，m×n}，将cX(i)混沌序列的值用其在Xi中的位置索引值替代，即得到服从[1，m×n]的排序位置分布的混沌随机序列{sX i|i＝1，2，3，...，m×n}，

(F22)，根据混沌随机序列sX i的序列值一一把对应的分块压缩数据子模块的X像素分量(i₂，j₂)按行列顺序变换到(row，col)的新位置为

row＝sX((i₂-1)n+j₂)；

col＝sX((i₂-1)n+j₂)modn

其中，i₂＝1，2，3，...，m；j₂＝1，2，3，...，n；若col＝0，则row＝row-1，col＝n；

(F23)，根据(F21)和(F22)的方式，将分块压缩数据子模块的Y像素分量、Z像素分量位置置乱加密；

(F3)，根据混沌序列依次对分块压缩数据子模块的像素值加密，把块像素用一维矩阵表示，则第i₃行第j₃列的第k像素表示为P(i₃，j₃，k)，加密后为：

C(i₃，j₃，k)＝P(i₃，j₃，k)(异或)C(i₃，j₃，k-1)(异或)mX(p)

C(i₃，j₃，0)＝f(i₃，j₃)mod L

其中，P(i₃，j₃，k)和C(i₃，j₃，k)分别为当前被加密像素和加密后像素，C(i₃，j₃，k-1)为前一已加密像素，C(i₃，j₃，0)为初始密文，通过f(i₃，j₃)实现随机取值，i₃＝1，2，3，...，u；j₃＝1，2，3，...，v，其中u、v表示以块为单位将图像分为u×v块；k的取值范围与块有关，k＝1，2，3，...；p为当前被加密像素序号，p＝1，2，3，...，m×n；f(i₃，j₃)是自定义函数，L是图像像素值数，且取值与图像类型有关；mX(p)表示为将混沌序列变换为无符号整数作为可供选择的XOR操作数。

2.根据权利要求1所述的基于SVD及CBC模式结合的图像压缩加密传输方法，其特征在于：步骤(H)，服务器端对接收到分块压缩数据子模块，执行防剪切丢失解密处理，然后对该图像进分析，所述执行防剪切丢失解密处理的过程为：

C(i₃，j₃，0)＝f(i₃，j₃)mod L。