一种混沌压缩感知图像加密方法技术

本发明专利技术公开了一种混沌压缩感知图像加密方法，属于图像信号处理领域。为了克服现有压缩感知技术的不足，参照JPEG的编码方式对压缩感知后的数据进行量化、编码处理，提供了一种用于图像加密的混沌压缩感知加密方法，本发明专利技术首先将图像像素矩阵分块进行同维度DCT变换将其稀疏化，利用二维混沌映射生成混沌序列，x维序列循环移位变换后作为测量矩阵对稀疏的图像块分别压缩感知，再根据量化表对矩阵进行量化、对量化后DC、AC系数进行混沌加密、差分操作、蛇形路径读取数据后对DC系数和AC系数分别进行熵编码和排列，方法利用了压缩感知后的数据的稀疏性，既保持了低采样率，又提高了实际文件大小的压缩率，同时也能保证压缩信息的安全性。全性。全性。

【技术实现步骤摘要】
一种混沌压缩感知图像加密方法


[0001]本专利技术属于图像加密
，更为具体地讲，涉及一种基于混沌、压缩感知和编码的数据加密压缩编码方法。

技术介绍

[0002]混沌是一种非线性、非平衡的动力学过程，由于其高随机性、高敏感性和遍历性而被广泛应用于加密算法中。
[0003]压缩感测是一种数据采集技术，它认为只要信号是稀疏的或在变换域是稀疏的，便能用一个测量矩阵将高维信号投影到一个低维空间上，即仅对占稀疏信号中的小部分大数字进行采样，而丢弃大部分较小的数字。压缩感知可以以比奈奎斯特采样速率低的采样率直接以压缩格式检测数据，在欠采样的情况下，信号可以通过非线性重建算法重建而不会失真。对于图像而言，经过压缩感知后的数据通常会被重新量化至[0，255]，即压缩感知的实际压缩率取决于测量矩阵的大小，通常为1/4，1/2和3/4，这在实际的传输和存储中并不足够。
[0004]JPEG是当下最常用的数字图像有损压缩标准，其主要是采用DPCM(Differential Pulse code modulation)预测编码、DCT(Discr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混沌压缩感知图像加密方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：将待加密的图像均分为若干个尺寸为M
×
M的图像块Block，再分别对各图像块Block进行DCT变换，得到矩阵块FBlock；步骤2：采用二维混沌映射生成大小为N
×
M的测量矩阵Q，并用测量矩阵Q分别压缩采样矩阵块FBlock，得到大小为N
×
M的矩阵块QFBlock，其中，N＝M
×
CR，CR表示预置的压缩比；其中，测量矩阵Q为：设置混沌序列的长度L，采用二维混沌映射生成长度为L的混沌序列；从混沌序列x中取一个值x
i
作为起始值，顺次向后取M位后作为测量矩阵Q的第一行，再依次循环移位处理，得到测量矩阵Q：其中，Q(n,1)表示测量矩阵Q的第n行第1列，n∈(2,N)，参数λ＞1，为预设值；步骤3：基于配置的JPEG编码量化表，对矩阵块QFBlock分别进行量化处理，得到量化后的系数QB
j,k
：QB
j,k
＝round(QFB
j,k
/F
j,k
)，其中，j,k表示矩阵块QFBlock的元素索引，round()表示四舍五入取整函数，QFB
j,k
表示矩阵块QFBlock中量化前的系数，FB
j,k
表示JPEG编码量化表中的系数；步骤4：在量化后的矩阵块QFBlock中，将第一列作为DC系数，其余项作为AC系数，对DC系数进行范围分组置乱加密后再进行差分处理：步骤401：将所有的矩阵块QBlock依次纵向排列，对齐所有DC系数为第一列，串联各将矩阵块QBlock首列的DC系数，得到长度为Ldc的DC系数序列；并基于预设的取值范围分组，将DC系数序列划分为若干组DC系数子序列P
tDC
，其中，t表示组编号；步骤402：采用二维混沌映射产生长度为Ldc的混沌序列CS,按照指定策略对混沌序列CS的元素重新进行排列后得到用于加密的置乱序列P；根据子序列P
tDC
的数量和长度，将置乱序列P划分为若干组置乱子序列P
t
，置乱子序列P
t
的数量与DC系数子序列P
tDC
的数量相同，将子序列长度相同的子序列P
t
和子序列P
tDC
组合成一组子序列对并进行组内置乱加密；步骤402：对组内置乱加密后的DC系数进行差处理；步骤5：对矩阵块Qblock进行熵编码：步骤501：按照指定路径读取矩阵块Qblock中的系数，每一个矩阵块QBlock读取为一行；步骤502：对所读取的每一行数据中的DC系数执行下述熵编码：判断并记录当前DC系数的正负性并取其绝对值，根据DC系数的绝对值的范围在预设的DC系数前缀码对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张崇富，陈宇航，崔梦玮，梁鑫帅，雒宇峰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：