【技术实现步骤摘要】
一种采用傅里叶变换与微分变换复合进行图像加密的方法
本专利技术涉及图像加密与还原领域，具体而言，涉及一种采用傅里叶变换与微分变换复合进行图像加密的方法，可以应用于保密通讯，加密图像处理等领域。
技术介绍
图像加密技术随着信息安全的重要性提高而被越来越多的国家所关注与重视。传统的图像加密采用像素数据的翻转、变换来打乱像素的空间位置，但上述加密方法由于图像的连续性，往往会暴露出原图的部分蛛丝马迹。也有采用混沌系统产生随机序列进行掩盖，但上述方法与图像自身的信息无关，难以抵抗明文攻击。傅里叶变换是由时域到频域的变换，因此图像数据其时域的表现形式与频域的表现形式会完全不同。比如传统图像数据在0-255之间，而傅里叶变换后数据会达到几十万、几百万的放大。因此完全用简单的对应关系进行破解。同时傅里叶变换后，还会产生实部与虚部两部分，和原图数据之间的对应关系更加复杂。基于以上原因，本专利技术提出一种对原始图片数据进行傅里叶变换，拆解为实部图片与虚部图片两部分，进行比例微分变换后，再发送到远程终端的方式，和现有的加密解密手段...
【技术保护点】
1.一种采用傅里叶变换与微分变换复合进行图像加密的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S10，对图像数据进行读取、图像类型判断、数据类型转换、与数据归一化处理；/n步骤S20，对所述归一化处理后的数据进行快速傅里叶变换，将相应的实部与虚部进行分解，得到实部矩阵与虚部矩阵；/n步骤S30，对所述实部矩阵进行矩阵转换，变成行数据，然后再进行微分变换与比例变换，对变换后的数据进行叠加，得到比例微分叠加矩阵；/n步骤S40，对所述的比例微分叠加矩阵进行矩阵变换得到行矩阵，然后进行快速归一化处理，得到归一化矩阵与归一化信息因子；/n步骤S50，将所述的快速归一化后的行矩阵进行数据...
【技术特征摘要】
1.一种采用傅里叶变换与微分变换复合进行图像加密的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10，对图像数据进行读取、图像类型判断、数据类型转换、与数据归一化处理；
步骤S20，对所述归一化处理后的数据进行快速傅里叶变换，将相应的实部与虚部进行分解，得到实部矩阵与虚部矩阵；
步骤S30，对所述实部矩阵进行矩阵转换，变成行数据，然后再进行微分变换与比例变换，对变换后的数据进行叠加，得到比例微分叠加矩阵；
步骤S40，对所述的比例微分叠加矩阵进行矩阵变换得到行矩阵，然后进行快速归一化处理，得到归一化矩阵与归一化信息因子；
步骤S50，将所述的快速归一化后的行矩阵进行数据重组，存为实部加密图像；同样对虚部矩阵数据进行快速归一化后再进行数据重组，存为虚部加密图像；再分别将实部加密图像与虚部加密图像进行远程传输与发送；
步骤S60，在远程终端对所述实部加密文件与虚部加密文件进行接收，分别存储为实部接收矩阵与虚部接收矩阵。再对实部接收矩阵与虚部接收矩阵进行列矩阵变换与归一化变换；
步骤S70，根据所述的归一化信息因子分别对实部接收归一化列矩阵与虚部接收归一化列矩阵进行快速归一化反变换，得到实部反变换矩阵与虚部反变换矩阵，再对实部反变换矩阵进行比例微分逆变换，得到实部比例微分逆变换矩阵；
步骤S80，对所述的实部比例微分逆变换矩阵与虚部反变换矩阵进行复合，得到解密复数矩阵，然后进行数组重组，同时再进行二维快速傅里叶逆变换，再进行快速归一化后得到解密图像矩阵，存储为解密图片文件，完成文件的解密与接收。
2.根据权利要求1所述的一种采用傅里叶变换与微分变换复合进行图像加密的方法，其特征在于，对图像数据进行读取、图像类型判断、数据类型转换、与数据归一化处理包括：
首先将图像数据进行读取判断，读取数据后存为矩阵A1。其次，对图片进行判断，也就是如果是彩色图片，则将图片数据转换为灰色数据，记作B1。如果已经是黑白图片，则无需进行转换。最后，进行归一化处理，进行数据类型转换，即定义矩阵C1(m×n)，使得C1(m×n)的每个元素是相应的B1(m×n)元素的1/255。其中，m×n表示矩阵的维数，表示矩阵有m行n列。C1(m×n)即为归一化后的矩阵。
3.根据权利要求1所述的一种采用傅里叶变换与微分变换复合进行图像加密的方法，其特征在于，对所述归一化处理后的数据矩阵进行快速傅里叶变换，将相应的实部与虚部进行分解，得到实部矩阵与虚部矩阵包括：
D1(m×n)＝FFT{C1(m×n)}
D1(j,k)＝ejk+ifjk；
E1(j,k)＝ejk；
F1(j,k)＝fjk
其中C1(m×n)为所述归一化后的矩阵，FFT表示二维快速傅里叶变换，得到的二维复数矩阵记作D1(m×n)，E1(m×n)为相应的实部组成实部矩阵，F1(m×n)为相应的虚部组成虚部矩阵。其中i为虚部单位，D1(j,k)为矩阵D1(m×n)的第j行，第k列的元素，其为复数矩阵，ejk为实部，fjk为其虚部。E1(j,k)为矩阵E1(m×n)的第j行，第k列的元素，F1(j,k)为矩阵F1(m×n)的第j行，第k列的元素，1≤j≤m,1≤k≤n。
4.根据权利要求1所述的一种采用傅里叶变换与微分变换复合进行图像加密的方法，其特征在于，对所述实部矩阵进行矩阵转换，再进行微分变换与比例变换，得到比例微分叠加矩阵包括：
H1(i)＝k1G1(i)；
当i＝1时，I1(i)＝0；
当i≥2时，I1(i)＝k2(G1(i)-G1(i-1))/T1；
J1(i)＝I1(i)+H1(i)；
其中G1(mn×1)为列矩阵，其由所述的实部矩阵E1(m×n)转换而来。H1(mn×1)为G1(mn×1)的比例变换矩阵，H1(i)为矩阵H1(mn×1)的第i个元素，G1(i)为矩阵G1(mn×1)的第i个元素，1≤i≤mn。k1为增益系数。I1(mn×1)为G1(mn×1)的微分变换矩阵，其中k2为增益系数，T1为数据间的时间间隔参数。I1(i)为矩阵I1(mn×1)的第i个元素，1≤i≤mn。J1(mn×1)为最后的比例微分叠加矩阵，J1(i)为矩阵J1(mn×1)的第i个元素，1≤i≤mn。
5.根据权利要求1所述的一种采用傅里叶变换与微分变换复合进行图像加密的方法，其特征在于，对所述的比例微分叠加矩阵进行矩阵变换得到行矩阵，然后进行快速归一化处理，得到归一化矩阵与归一化信息因子包括：
M(1)＝max(K1)；
M(2)＝min(K1)；
其中K1(1×mn)为比例微分叠加矩阵J1(mn×1)进行行变换得到行矩阵。M即为所求的归一化信息因子。M(1)为矩阵K1(1×mn)的最大值，M(2)为矩阵K1(1×mn)的最小值。L1(1×mn)即为快速归一化后矩阵，其中L1(i)为矩阵L1(mn×1)的第i个元素，K1(i)为矩阵K1(mn×...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷军委，王瑞奇，李恒，李静，晋玉强，陈育良，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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