一种联合加密与压缩的图像保护方法、存储介质技术

本发明专利技术实施例涉及一种联合加密与压缩的图像保护方法、存储介质。其中，该方法包括：对获取到的初始图像进行二维离散小波变换，得到初始图像的多个分量；对每个分量依次进行加密处理和压缩处理，得到受保护的图像内容。通过本实施例提供的技术方案，可以满足面向图像/视频大数据在安全存储与通信方面的需求。一方面，现有技术大多是直接在图像的空间域进行加密处理，而本申请实施例采用了完全新的手段对图像进行处理，即从初始图像中提取多个分量的方式，每个分量可以独立地进行加密与压缩处理，根据不同分量的系数之间的特征，独立选择加密与压缩算法，可以极大提高图像加密的安全性与压缩率。

An Image Protection Method and Storage Media for Joint Encryption and Compression

The embodiment of the present invention relates to an image protection method and a storage medium for joint encryption and compression. Among them, the method includes two-dimensional discrete wavelet transform for the acquired initial image to obtain multiple components of the initial image, and encryption and compression processing for each component in turn to obtain the protected image content. Through the technical scheme provided by the present embodiment, the requirement of secure storage and communication for large image/video data can be satisfied. On the one hand, most of the existing technologies directly encrypt the image in the spatial domain, while the embodiment of this application adopts a completely new method to process the image, that is, extracting multiple components from the initial image, each component can be independently encrypted and compressed, and according to the characteristics of the coefficients of different components, the encryption and compression algorithm can be independently selected. It greatly improves the security and compression rate of image encryption.

【技术实现步骤摘要】
一种联合加密与压缩的图像保护方法、存储介质
本专利技术实施例涉及图像处理
，尤其涉及一种联合加密与压缩的图像保护方法、存储介质。
技术介绍
随着科学技术的发展，图像处理在很多领域中的应用成了关注的焦点。比如，图像处理在相机中的应用，图像处理在VR技术中的应用等等。在现有技术中，在对图像进行处理时，通常是对获取到的整个图像同时进行处理。当然，也有采用将整个图像分成不同的区域，通过同样的方式对不同区域的图像进行处理，得到处理后的图像。在专利技术人实现本专利技术的过程中，发现至少存在图像处理精度不高的技术弊端。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种联合加密与压缩图像保护方法、存储介质。根据本专利技术实施例的一个方面，本专利技术实施例提供了一种图像加密压缩处理方法，所述方法包括：通过二维离散小波变换提取获取到的初始图像的近似分量、水平分量、垂直分量和对角分量；通过混沌映射算法对所述近似分量进行加密处理，得到加密近似分量；通过离散余弦变换算法对所述加密近似分量进行压缩处理，得到压缩近似分量；通过行列加密算法对所述水平分量进行加密处理，得到加密水平分量；通过奇异值分解算法对所述加密水平分量进行压缩处理，得到压缩水平分量；通过傅里叶变换算法对所述垂直分量进行加密处理，得到加密垂直分量；通过所述离散余弦变换算法对所述加密垂直分量进行压缩处理，得到压缩垂直分量；通过Arnold置乱算法对所述对角分量进行加密处理，得到加密对角分量；通过哈夫曼编码技术对所述加密对角分量进行压缩处理，得到压缩对角分量；根据所述压缩近似分量、所述压缩水平分量、所述压缩垂直分量和所述压缩对角分量，确定受保护的图像内容受保护的图像内容。通过本实施例提供的技术方案。一方面，现有技术是通过直接在空间域进行加密处理，而本申请实施例采用了离散小波变换技术，即从初始图像中提取多个分量的方式，每个分量可以独立地进行加密与压缩处理，也就是说，本申请实施例采用的方式与现有技术中采用的方式完全不同；另一方面，避免了现有技术中直接在图像空间域对图像进行加密处理时，容易造成压缩率偏低，无法实现安全存储与通信方面的需求的技术弊端，本申请通过对各小波分量进行独立加密与压缩处理，不仅可以提高加密安全性，而且可以通过提高压缩率来满足图像/视频数据安全存储与通信方面的需求。优选地，所述通过混沌映射算法对所述近似分量进行加密处理，得到加密近似分量，具体包括：获取所述近似分量；通过logistic对所述近似分量的系数进行迭代，得到两个初始logistic混沌序列；对所述两个初始logistic混沌序列进行加工处理，得到两个目标初始logistic混沌序列；通过所述两个目标初始logistic混沌序列对所述近似分量中的系数值进行加密处理，得到所述加密近似分量。通过本实施例提供的：依次对近似分量的数量进行迭代、加工、系数值加密处理，得到加密近似分量的技术方案，实现了精准的得到加密近似分量的技术效果。优选地，所述通过离散余弦变换算法对所述加密近似分量进行压缩处理，得到压缩近似分量，具体包括：对所述加密近似分量进行分块处理；从进行分块处理后的加密近似分量中，选取符合预设整数阈值内的待变化整数；将所述待变化整数进行变换处理，得到输入量；根据所述输入量进行量化与编码处理，得到所述压缩近似分量。通过本实施例提供的：依次对加密近似分量进行分块处理、选取处理、量化与编码处理的技术方案，得到压缩近似分量。优选地，所述通过行列加密算法对所述水平分量进行加密处理，得到加密水平分量，具体包括：根据所述水平分量确定所述水平分量对应的矩阵；通过randsample函数分别将所述水平分量的矩阵中的系数置乱，得到所述加密水平分量。通过本实施例提供的：根据水平分量确定其对应的矩阵，进行系数置乱处理的技术方案，得到加密水平分量。优选地，所述通过奇异值分解算法对所述加密水平分量进行压缩处理，得到压缩水平分量，具体包括：通过所述奇异值分解算法对所述加密水平分量进行分解处理，得到S、V、D三个分解的矩阵；通过对S、V、D对所述加密水平分量进行处压缩处理，得到所述压缩水平分量。通过本实施例提供的：依次对加密水平分量进行分解处理、压缩处理，得到压缩水平分量的技术方案，得到压缩水平分量。优选地，所述通过傅里叶变换算法对所述垂直分量进行加密处理，得到加密垂直分量，具体包括：通过式1确定所述加密垂直分量J，式1：J＝fft2(v1)其中，v1为所述垂直分量。通过本实施例提供的：通过傅里叶变化算法计算得到加密垂直分量的技术方案，实现了精准的得到加密垂直分量的技术效果。优选地，所述通过Arnold置乱算法对所述对角分量进行加密处理，具体包括：根据式2对所述对角分量进行加密处理，式2：其中，x,y∈{0,1,2...,n,...N-1}，N为所述对角分量对应的矩阵的维数，a，b均为加密因子。通过本实施例提供的：采用Arnold置乱算法进行计算的技术方案，实现了精准的得到加密对角分量的技术效果。根据本专利技术实施例的另一个方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上任一实施例所述的方法。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种联合加密与压缩的图像保护方法的流程示意图；图2为经二维离散小波分解的图；图3为经二维离散小波逆变函数重构的图；图4为本专利技术实施例提供的S200的流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的S300的流程示意图；图6为实验选取的原图像；图7至图9为经二维离散小波变换对图像进行各个分量的提取后的图；图10至图12为加密后LL子带的直方图与原图的近似分量(LL子带)的直方图的比较的示意图；图13至图15为经混沌加密的细节分量(LL子带)进行离散余弦变换的压缩算法，从而得到加密压缩后的LL子带的实验结果图；图16至图18为加密后LH子带的直方图与原图的水平分量(LH子带)的直方图的比较的示意图；图19至图21为经行列加密后得到的加密的水平分量(LH子带)进行奇异值分解的压缩算法，从而得到加密压缩后的LH子带的实验结果图；图22至图24为加密后HL子带的直方图与原图像的垂直分量(HL子带)的直方图的比较的示意图；图25至图27对于傅里叶变换后的垂直分量(HL子带)进行离散余弦变换的压缩算法，从而得到加密压缩后的HL子带的实验结果图；图28至图30为加密后HH子带的直方图与原图像的对角分量(HH子带)的直方图的比较的示意图；图31至图33为分解后得到的垂直分量(HL)进行Arnold置乱和哈夫曼编码的算法，从而得到加密压缩后的图像的实验结果图；图34至图36为对重构后的加密图像进行混沌映射得到进一步加密的图像，加密后图像的直方图相对于原图发生的变化的示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。本专利技术实施例提供了一种联合加密与压缩的图像保护方法、存储介质。根据本专利技术实施例的一个方面，本专利技术实施例提供了一种联合加密与压缩的图像保护方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联合加密与压缩的图像保护方法，其特征在于，所述方法包括：通过二维离散小波变换提取获取到的初始图像的近似分量、水平分量、垂直分量和对角分量；通过混沌映射算法对所述近似分量进行加密处理，得到加密近似分量；通过离散余弦变换算法对所述加密近似分量进行压缩处理，得到压缩近似分量；通过行列加密算法对所述水平分量进行加密处理，得到加密水平分量；通过奇异值分解算法对所述加密水平分量进行压缩处理，得到压缩水平分量；通过傅里叶变换算法对所述垂直分量进行加密处理，得到加密垂直分量；通过所述离散余弦变换算法对所述加密垂直分量进行压缩处理，得到压缩垂直分量；通过Arnold置乱算法对所述对角分量进行加密处理，得到加密对角分量；通过哈夫曼编码技术对所述加密对角分量进行压缩处理，得到压缩对角分量；根据所述压缩近似分量、所述压缩水平分量、所述压缩垂直分量和所述压缩对角分量，确定受保护的图像内容受保护的图像内容。

【技术特征摘要】
1.一种联合加密与压缩的图像保护方法，其特征在于，所述方法包括：通过二维离散小波变换提取获取到的初始图像的近似分量、水平分量、垂直分量和对角分量；通过混沌映射算法对所述近似分量进行加密处理，得到加密近似分量；通过离散余弦变换算法对所述加密近似分量进行压缩处理，得到压缩近似分量；通过行列加密算法对所述水平分量进行加密处理，得到加密水平分量；通过奇异值分解算法对所述加密水平分量进行压缩处理，得到压缩水平分量；通过傅里叶变换算法对所述垂直分量进行加密处理，得到加密垂直分量；通过所述离散余弦变换算法对所述加密垂直分量进行压缩处理，得到压缩垂直分量；通过Arnold置乱算法对所述对角分量进行加密处理，得到加密对角分量；通过哈夫曼编码技术对所述加密对角分量进行压缩处理，得到压缩对角分量；根据所述压缩近似分量、所述压缩水平分量、所述压缩垂直分量和所述压缩对角分量，确定受保护的图像内容受保护的图像内容。2.根据权利要求1所述的一种联合加密与压缩的图像保护方法，其特征在于，所述通过混沌映射算法对所述近似分量进行加密处理，得到加密近似分量，具体包括：获取所述近似分量的数据量；通过logistic对所述近似分量的数据量进行迭代，得到两个初始logistic混沌序列；对所述两个初始logistic混沌序列进行加工处理，得到两个目标初始logistic混沌序列；通过所述两个目标初始logistic混沌序列对所述近似分量中的系数值进行加密处理，得到所述加密近似分量。3.根据权利要求1所述的一种联合加密与压缩的图像保护方法，其特征在于，所述通过离散余弦变换算法对所述加密近似分量进行压缩处理，得到压缩近似分量，具体包括：对所述加密近似分量进行分块处理；从进行分块处理后的加密近似分量中，选取符合预设整数阈值内的待变化整数；将所述待变化整数进行变换处理，得到输入量；根据所述输入量进行量化和编码处理，得到所述压缩近似分量...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶从欢，单志广，熊曾刚，张学敏，徐方，刘振，
申请(专利权)人：湖北工程学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42