基于光场原理和混沌系统的多图像加密方法和解密方法技术方案

技术编号:24207271 阅读:252 留言:0更新日期:2020-05-20 15:12
本发明专利技术提出一种基于光场原理和混沌系统的多图像加密方法和解密方法,本发明专利技术基于光场原理和混沌系统,该方法利用混沌系统随机生成光场成像系统的个数与系统参数,并在计算机中构造出相应的多个光场成像系统实现加密。采取计算成像的方式可以避免纯光学方式中硬件限制的问题。混沌系统的加入,使得本方法与其他已提出的基于光场原理的图像加密方法相比,密钥空间进一步扩大,密钥敏感性进一步提高,且加密方法的复杂度提高有限,加密、解密速度并无明显降低。同时避免了普通光学加密中常见的系统复杂、硬件限制、解密图像失真等问题。本方法能够实现多幅图像的快速高效加密,在需要大量图像进行安全传输的领域具有广泛的应用前景。

Multi image encryption and decryption method based on optical field principle and chaos system

【技术实现步骤摘要】
基于光场原理和混沌系统的多图像加密方法和解密方法
本专利技术涉及图像信息加密技术,尤其涉及一种基于光场原理和混沌系统的多图像加密方法和解密方法。
技术介绍
随着互联网技术和信息技术的不断发展,多媒体数据如音频、图片、视频等的应用越来越广泛,并作为一种网络信息传输资源以它的普遍性、共享性、可处理性和多效用性,已经成为包括了政治、经济、军事、教育等各行各业中不可或缺的一部分。其中图像加密技术是多媒体信息安全中的核心技术,而传统的数据加密算法的计算对象主要是对文本数据或者二进制数据,通常计算复杂度较高。因此传统的数据加密算法无法满足图像数据具有的大量数据、高度冗余性、以及相邻像素的高相关性的特点。当前常用的图像加密算法大多是基于混沌理论,利用图像的矩阵特性。在混沌理论下的图像加密算法结构体系,将图像加密过程分成了置乱和扩散两个互不相关的子过程。在置乱过程中,利用指定的混沌映射关系对明文图像中像素点重新排列,从而降低像素间位置的相关性。扩散过程使用一维或二维混沌可逆映射将置乱后的明文图像的像素尽可能快地散布到多个输出的密文像素中,从而隐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光场原理和混沌系统的多图像加密方法,其特征在于,包括以下步骤:/n步骤1:将多幅待加密图像按任意顺序组合拼接为一幅图像;/n步骤2:由混沌系统生成加密用光场成像系统的个数及参数;/n步骤3:依照生成的个数及参数,在计算机中构建n个基于微透镜阵列的光场成像系统;/n步骤4:将拼接好的待加密图像依次置于构造出的n个光场成像系统中,得到光场图像,提取其相应的子孔径图像并进行拼接,拼接图像即为加密图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光场原理和混沌系统的多图像加密方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:将多幅待加密图像按任意顺序组合拼接为一幅图像;
步骤2:由混沌系统生成加密用光场成像系统的个数及参数;
步骤3:依照生成的个数及参数,在计算机中构建n个基于微透镜阵列的光场成像系统;
步骤4:将拼接好的待加密图像依次置于构造出的n个光场成像系统中,得到光场图像,提取其相应的子孔径图像并进行拼接,拼接图像即为加密图像。


2.根据权利要求1所述的基于光场原理和混沌系统的多图像加密方法,其特征在于,在步骤1中,将多幅待加密图像按任意顺序组合拼接为一幅图像。其中待加密图像的数量为A×A,单幅待加密图像的像素数为B×B,则拼接完成的组合图像总像素数为A×A×B×B。


3.根据权利要求1所述的基于光场原理和混沌系统的多图像加密方法,其特征在于,在步骤2中,随机选择初始值参数变量μ1∈(3.5699456,4),迭代n1(n1为任意正整数)次后得到混沌序列将此序列的值归一化到(0,P)(P为任意正整数)之间并向上取整,得到序列取并取n值作为光场系统的个数;求出A×B的所有因数并按从小到大的顺序编号为a1,a2,a3,...as,因a1=1,故舍去,且为防止光场系统间的重复,仅选用
随机选择初始值参数变量μ2∈(3.5699456,4),迭代次后得到混沌序列将此序列的值归一化到之间并向上取整,得到序列将A×B的因数按照编号赋值给对应的得到序列取该序列的值作为每个光场系统微透镜每行所覆盖的像素数M1,M2,M3,...Mn的值。


4.根据权利要求1所述的基于光场原理和混沌系统的多图像加密方法,其特征在于,在步骤3中,设第i(i=1~n)个主透镜焦距为fi’main,微透镜个数为Ni×Ni,每个微透镜所覆盖的像素数为Mi×Mi,为了使探测器像素的最大利用率,需要使每个微透镜采集到的光场信息无冗余,所以在选择的密钥时需要使得A×B×A×B=Mi×Ni×Mi×Ni。


5.根据权利要求1所述的基于光场原理和混沌系统的多图像加密方法,其特征在于,在步骤4中,从第i个光场系统得到的光场图像中提取宏像素图像,对所有宏像素...

【专利技术属性】
技术研发人员:张薇张翔韩思敏周德峰张朝财
申请(专利权)人:上海理工大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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