基于置乱块压缩感知的图像传输系统、加密及解密方法技术方案

本申请提供一种基于置乱块压缩感知的图像传输系统、加密及解密方法，通过利用小波变换将原始图像变换到频域(得到稀疏系数矩阵)，利用Logistic

【技术实现步骤摘要】
基于置乱块压缩感知的图像传输系统、加密及解密方法


[0001]本申请涉及图像处理
，具体而言，涉及一种基于置乱块压缩感知的图像传输系统、加密及解密方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术和网络技术的快速发展，图像的采集、处理、传输和存储在军事安全，医学处理和网络传输等许多领域引起了广泛关注。在实际应用中，为减少数据传输量和保证数据安全传输，一般需要进行压缩和加密处理，而现有的图像加密方案大多设计为敏感加密，解密数据质量低下甚至在丢失一部分加密数据时无法正确解密且没有考虑压缩操作。大多数传输信道也并不安全，容易遭受各种攻击，如何安全传输图像并抵抗各种攻击的鲁棒性，已成为图像处理和信息安全领域的重要问题。
[0003]CS(Compressive Sensing，压缩感知)理论是近几年国际上新兴的研究热点，其框架具有同时压缩、采样和加密的特性，在一定程度上能保证信息的安全。关于压缩感知的安全性，目前已有一些初步的探讨。例如，在一些现存的文献中证明了尽管CS无法满足香农定义的完美安全性，但仍可以为机密性提供计算保证；又有一些文献指出当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于置乱块压缩感知的图像加密方法，其特征在于，应用于图像传送设备，包括：利用DWT作为稀疏基Ψ将原始图像进行小波变换到频域，得到稀疏系数矩阵；利用Logistic
‑
Tent混沌映射系统生成密钥k1构造置乱矩阵R，并根据所述原始图像和所述置乱矩阵R，确定出置乱图像，其中，密钥k1为(r1，z1)，r1为此次混沌映射的控制参数，z1为此次混沌映射的混沌初始值；将所述置乱图像划分为M个大小为的非重叠子块，得到对应的M个置乱图像块P
i
(x)，以及，对每个所述置乱图像块P
i
(x)进行压缩感知测量，得到每个所述置乱图像块P
i
(x)的压缩感知测量值y
i
；针对每一个所述压缩感知测量值y
i
，对其进行量化处理，量化为整数值Z
i
；利用所述Logistic
‑
Tent混沌映射系统对所述整数值Z
i
进行混淆操作，获得混淆序列和密钥k2，所述密钥k2为(r2，z2)，r2为此次混沌映射的控制参数，z2为此次混沌映射的混沌初始值；利用所述Logistic
‑
Tent混沌映射系统对所述混淆序列进行扩散操作，获得伪随机序列V和密钥k3，所述密钥k3为(r3，z3)，r3为此次混沌映射的控制参数，z3为此次混沌映射的混沌初始值；对所述伪随机序列V进行密钥流转换，得到密钥流序列K(i)，并根据所述密钥流序列K(i)和所述混淆序列确定出密文C
i
；将所述密文C
i
发送给图像接收设备，并将所述密钥k1、所述密钥k2和所述密钥k3共享给所述图像接收设备，以便所述图像接收设备基于所述密文C
i
、所述密钥k1、所述密钥k2和所述密钥k3，结合预设的图像解密方法重构出所述原始图像，其中，所述图像解密方法为所述图像加密方法的逆过程。2.根据权利要求1所述的基于置乱块压缩感知的图像加密方法，其特征在于，所述利用Logistic
‑
Tent混沌映射系统对所述稀疏系数矩阵进行混沌映射，得到置乱矩阵R和密钥k1，包括：利用所述Logistic
‑
Tent混沌映射系统生成一个伪随机序列p1，并将进行此次混沌映射的控制参数r1和混沌初始值z1作为密钥k1＝(r1，z1)；针对所述伪随机序列p1，迭代h+N
×
N次，舍弃前h个值；将N
×
N矩阵的每个元素的值设置为零；对所述伪随机序列p1进行升序排序，并将R(p2(m)，m)设置为1，以得到重新排序的序列p2，由此得到所述置乱矩阵R，其中，m∈{1，2，...N}。3.根据权利要求1所述的基于置乱块压缩感知的图像加密方法，其特征在于，对每个所述置乱图像块P
i
(x)进行压缩感知测量，得到每个所述置乱图像块P
i
(x)的压缩感知测量值y
i
，包括：针对每个所述置乱图像块P
i
(x)，通过测量矩阵进行独立测量，得到每个所述置乱图像块P
i
(x)的压缩感知测量值y
i
，所述测量矩阵为：y
i
＝φP
i
(x)φ
T
，其中，表示该置乱图像块P
i
(x)的压缩感知测量值；P
i
(x)＝vec(x)
×
R；
表示置乱图像块P
i
(x)的Hadamard矩阵，通过选取大小的Hadamard矩阵的前行获得；或者，所述测量矩阵为：其中，其中，为Kronecker乘积算子；vec(y
i
)表示y
i
的顺序向量化，vec(P
i
(x))表示P
i
(x)的顺序向量化；或者，所述测量矩阵为：或者，所述测量矩阵为：4.根据权利要求1所述的基于置乱块压缩感知的图像加密方法，其特征在于，所述针对每一个所述压缩感知测量值y
i
，对其进行量化处理，量化为整数值Z
i
，包括：针对每一个所述压缩感知测量值y
i
，通过预设量化公式进行量化，得到对应的整数值Z
i
，所述预设量化公式为：Z
i
＝round(δ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兰，杨兵，石熙，韦鹏程，佘远俊，张霖，彭亚飞，
申请(专利权)人：重庆市生态环境监测中心，
类型：发明
国别省市：