[发明专利]一种基于整数小波变换和压缩感知的图像加密方法

权利要求书

1.一种基于整数小波变换和压缩感知的图像加密方法，其特征在于，包括：

S1.选定混沌系统，设置混沌系统的初始值，确定大小为M×N及像素和为S的明文图像P，对明文图像P进行预处理；

S2.将M、N、S和初始值代入混沌系统进行迭代，生成随机序列，并经过预处理和量化处理后得到量化随机序列；

S3.对预处理后的明文图像P进行稀疏处理，利用量化随机序列对稀疏处理后的明文图像P进行置乱操作；

S4.生成测量矩阵，利用测量矩阵对置乱操作后的明文图像P进行压缩感知，然后量化合并，得到D；

S5.对D执行扩散操作，得到密文图像E；

S6.引入载体图像Q，对载体图像进行整数小波变换得到频率系数，将密文图像E拆分，嵌入到频率系数中，然后对频率系数执行逆整数小波变化，得到最终的视觉安全图像F。

2.根据权利要求1所述的基于整数小波变换和压缩感知的图像加密方法，其特征在于，步骤S1所述的对明文图像P进行预处理的过程为：将明文图像P划分为四个子图P_i，i＝1,2,3,4，i表示子图的序号；其中，抽取明文图像P的奇数行奇数列组成第一个子图P₁，抽取明文图像P的奇数行偶数列组成第二个子图P₂，抽取明文图像P的偶数行奇数列组成第三个子图P₃，抽取明文图像P的偶数行偶数列组成第四个子图P₄。

3.根据权利要求2所述的基于整数小波变换和压缩感知的图像加密方法，其特征在于，设混沌系统的初始值为x₀,y₀,z₀，步骤S2中，M、N、S和初始值代入混沌系统进行迭代的次数为M×N+S次，从1+S处开始取M×N个数，生成三个长度为M×N的随机序列x,y和z，对随机序列x,y和z进行预处理的公式为：

其中，x',y',z'表示预处理后的随机序列，继续对x',y',z'进行量化处理的公式为：

其中，X，Y，Z表示x',y',z'量化处理后得到的量化随机序列。

4.根据权利要求3所述的基于整数小波变换和压缩感知的图像加密方法，其特征在于，预处理后的明文图像P已划分为四个子图P_i，i＝1,2,3,4，i表示子图的序号，步骤S3中，对明文图像P的第i个子图P_i进行稀疏处理的公式为：

A_i＝Psi×P_i×Psi' i＝1,2,3,4

其中，Psi表示稀疏基，通过DWT函数得到，A_i表示稀疏处理后的第i个子图。

5.根据权利要求4所述的基于整数小波变换和压缩感知的图像加密方法，其特征在于，利用量化随机序列对稀疏处理后的明文图像P进行置乱操作的过程为：

对量化随机序列的Y进行排序，得到其索引序列SY；

对稀疏处理后的明文图像P进行置乱操作，设置乱操作后的明文图像P表示为B_i，i＝1,2,3,4，满足公式：

B_i(j)＝A_i(SY(j))；

其中，j＝1,2,3…,M/2×N/2。

6.根据权利要求5所述的基于整数小波变换和压缩感知的图像加密方法，其特征在于，步骤S4所述生成测量矩阵的过程为：

从量化随机序列的X中抽取前M/2个数形成序列X'，对序列X'进行排序，得到其索引序列SX；

设混沌系统的压缩比为CR，利用哈达玛矩阵H生成测量矩阵，公式为：

Phi＝H(SX(1:CR*M/2),:)

其中，Phi表示测量矩阵。