图像加密方法、图像解密方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种图像加密方法、图像解密方法和装置。对原始图像进行预处理、小波变换和量化处理；对量化后的图像进行位平面编码，获得系数位和上下文；对所述系数位进行加密操作，或，对所述系数位和所述上下文进行加密操作；对所述加密操作后的系数位和上下文进行熵编码和码流组织，获得加密图像。采用本发明专利技术提供的图像加密方法、图像解密方法和装置，能够提高图像加密的安全性。

【技术实现步骤摘要】
图像加密方法、图像解密方法和装置
本专利技术涉及图像加密技术，尤其涉及一种图像加密方法、图像解密方法和装置。
技术介绍
随着图像传输和处理应用的日益普及，对图像进行压缩和加密的需求越来越广泛。目前，采用基于联合图像专家小组2000（JointPhotographicExpertsGroup2000，简称JPEG2000）格式，对图像进行压缩结合加密处理的方法。采用该方法，根据JPEG2000的格式要求，对原始图像进行预处理、小波变换、量化、位平面编码、熵编码、码流组织等图像压缩处理操作，其中，在小波变换之后，采用对小波系数置乱的方式进行加密。具体方法是采用置乱矩阵对小波系数进行置乱，也就是采用置乱矩阵将二维平面中的数值打乱。上述现有的图像加密方法中使用置乱矩阵进行置乱，由于矩阵的变换周期性，该方法的置乱效果受到限制，导致该加密方法的安全性不足。
技术实现思路
本专利技术的第一个方面是提供一种图像加密方法及装置，用以解决现有技术中的缺陷，提高图像加密的安全性。本专利技术的另一个方面是提供一种图像解密方法及装置，用以解决现有技术中的缺陷，提高图像加密的安全性。本专利技术的第一个方面是提供一种图像加密方法，包括：对原始图像进行预处理、小波变换和量化处理；对量化后的图像进行位平面编码，获得系数位和上下文；对所述系数位进行加密操作，或，对所述系数位和所述上下文进行加密操作；对所述加密操作后的系数位和上下文进行熵编码和码流组织，获得加密图像。如上所述的方法，其中，所述对所述系数位进行加密操作包括：采用混沌序列对所述系数位进行加密操作；所述对所述系数位和所述上下文进行加密操作包括：采用不同的混沌序列对所述系数位和所述上下文分别进行加密操作。如上所述的方法，其中，所述采用混沌序列对所述系数位进行加密操作包括：采用第一混沌映射产生第一混沌序列，对所述第一混沌序列进行放大和取整，获得第一随机序列，根据C'n=Cn⊕(Anmod2)对所述系数位进行加密操作，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，Cn表示加密前的第n个系数位，C'n表示加密的第n个系数位，An表示第一随机序列的第n项，⊕表示异或运算，mod表示取模运算；所述采用不同的混沌序列对所述系数位和所述上下文分别进行加密操作包括：采用第一混沌映射产生第一混沌序列，对所述第一混沌序列进行放大和取整，获得第一随机序列，根据C'n=Cn⊕(Anmod2)对所述系数位进行加密操作，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，Cn表示加密前的第n个系数位，C'n表示加密的第n个系数位，An表示第一随机序列的第n项，⊕表示异或运算，mod表示取模运算；并且，采用第二混沌映射产生第二混沌序列，对所述第二混沌序列进行放大和取整，获得第二随机序列，根据D'n=(Dn+Bn)mod19对所述上下文进行加密，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，Dn表示加密前的第n个上下文，D'n表示加密的第n个上下文，Bn表示第二随机序列的第n项，mod表示取模运算。本专利技术的另一个方面是提供一种图像加密装置，包括：预处理单元，用于对原始图像进行预处理；小波变换单元，用于对预处理后的图像进行小波变换；量化处理单元，用于对小波变换后的图像进行量化处理；位平面编码单元，用于对量化后的图像进行位平面编码，获得系数位和上下文；加密单元，用于对所述系数位进行加密操作，或，用于对所述系数位和所述上下文进行加密操作；熵编码单元，用于对加密操作后的系数位和加密的上下文进行熵编码；码流组织单元，用于对熵编码结果进行码流组织，获得加密图像。如上所述的装置，其中，所述加密单元包括：系数位加密子单元，或，所述加密单元包括：所述系数位加密子单元和上下文加密子单元；所述系数位加密子单元用于采用混沌序列对所述系数位进行加密操作；所述上下文加密子单元用于采用混沌序列对所述上下文进行加密操作。如上所述的装置，其中，所述系数位加密子单元具体用于采用第一混沌映射产生第一混沌序列，对所述第一混沌序列进行放大和取整，获得第一随机序列，根据C'n=Cn⊕(Anmod2)对所述系数位进行加密操作，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，Cn表示加密前的第n个系数位，C'n表示加密的第n个系数位，An表示第一随机序列的第n项，⊕表示异或运算，mod表示取模运算；所述上下文加密子单元具体用于采用第二混沌映射产生第二混沌序列，对所述第二混沌序列进行放大和取整，获得第二随机序列，根据D'n=(Dn+Bn)mod19对所述上下文进行加密操作，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，Dn表示加密前的第n个上下文，D'n表示加密的第n个上下文，Bn表示第二随机序列的第n项，mod表示取模运算。本专利技术的又一个方面是提供一种图像解密方法，包括：对加密图像进行码流分解和熵解码，获得加密操作后的系数位和上下文；对所述加密操作后的系数位进行解密，或，对所述加密操作后的系数位和上下文进行解密，获得系数位和上下文；对系数位和上下文进行位平面解码；对平面解码结果进行反量化处理、小波变换的逆变换和后处理，获得原始图像。如上所述的方法，其中，所述对所述加密操作后的系数位进行解密包括：采用混沌序列对所述加密操作后的系数位进行解密；所述对所述加密操作后的系数位和上下文进行解密包括：采用不同的混沌序列对所述加密操作后的系数位和上下文分别进行解密。如上所述的方法，其中，所述采用混沌序列对所述加密操作后的系数位进行解密包括：采用第一混沌映射产生第一混沌序列，对所述第一混沌序列进行放大和取整，获得第一随机序列，根据Cn=C'n⊕(Anmod2)对所述加密操作后的系数位进行解密，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，C'n表示加密的第n个系数位，Cn表示加密前的第n个系数位，An表示第一随机序列的第n项，⊕表示异或运算，mod表示取模运算；所述采用不同的混沌序列对所述加密操作后的系数位和上下文分别进行解密包括：采用第一混沌映射产生第一混沌序列，对所述第一混沌序列进行放大和取整，获得第一随机序列，根据Cn=C'n⊕(Anmod2)对所述加密操作后的系数位进行解密，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，C'n表示加密的第n个系数位，Cn表示加密前的第n个系数位，An表示第一随机序列的第n项，⊕表示异或运算，mod表示取模运算；并且，采用第二混沌映射产生第二混沌序列，对所述第二混沌序列进行放大和取整，获得第二随机序列，根据D'n=(Dn+Bn)mod19对加密操作后的上下文进行解密，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，D'n表示加密的第n个上下文，Dn表示加密前的第n个上下文，Bn表示第二随机序列的第n项，mod表示取模运算。本专利技术的再一个方面是一种图像解密装置，包括：码流分解单元，用于对加密图像进行码流分解；熵解码单元，用于对进码流分解后的图像行熵解码，获得加密操作后的系数位和上下文；解密单元，用于对所述加密操作后的系数位进行解密，获得系数位和上下文，或，用于对所述加密操作后的系数位和上下文进行解密，获得系数位和上下文；位平面解码单元，用于对系数位和上下文进行位平面解码；反量化单元，用于对平面解码结果进行反量化处理；小波变换的逆变换单元，用于对反量化结果进行小波变换的逆变换；后处理单元，用于对小波变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像加密方法，其特征在于，包括：对原始图像进行预处理、小波变换和量化处理；对量化后的图像进行位平面编码，获得系数位和上下文；对所述系数位进行加密操作，或，对所述系数位和所述上下文进行加密操作；对所述加密操作后的系数位和上下文进行熵编码和码流组织，获得加密图像。

【技术特征摘要】
1.一种图像加密方法，其特征在于，包括：对原始图像进行预处理、小波变换和量化处理；对量化后的图像进行位平面编码，获得系数位和上下文；对所述系数位进行加密操作，或，对所述系数位和所述上下文进行加密操作；对加密后的系数位和上下文进行熵编码和码流组织，获得加密图像；其中，所述加密后的系数位和上下文包括：加密操作后的系数位和未加密的上下文，或，加密操作后的系数位和加密的上下文；所述对所述系数位进行加密操作包括：采用混沌序列对所述系数位进行加密操作；所述采用混沌序列对所述系数位进行加密操作包括：采用第一混沌映射产生第一混沌序列，对所述第一混沌序列进行放大和取整，获得第一随机序列，根据对所述系数位进行加密操作，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，Cn表示加密前的第n个系数位，C'n表示加密的第n个系数位，An表示第一随机序列的第n项，表示异或运算，mod表示取模运算；所述对所述系数位和所述上下文进行加密操作包括：采用不同的混沌序列对所述系数位和所述上下文分别进行加密操作；所述采用不同的混沌序列对所述系数位和所述上下文分别进行加密操作包括：采用第一混沌映射产生第一混沌序列，对所述第一混沌序列进行放大和取整，获得第一随机序列，根据对所述系数位进行加密操作，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，Cn表示加密前的第n个系数位，C'n表示加密的第n个系数位，An表示第一随机序列的第n项，表示异或运算，mod表示取模运算；并且，采用第二混沌映射产生第二混沌序列，对所述第二混沌序列进行放大和取整，获得第二随机序列，根据D'n＝(Dn+Bn)mod19对所述上下文进行加密，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，Dn表示加密前的第n个上下文，D'n表示加密的第n个上下文，Bn表示第二随机序列的第n项，mod表示取模运算。2.一种图像加密装置，其特征在于，包括：预处理单元，用于对原始图像进行预处理；小波变换单元，用于对预处理后的图像进行小波变换；量化处理单元，用于对小波变换后的图像进行量化处理；位平面编码单元，用于对量化后的图像进行位平面编码，获得系数位和上下文；加密单元，用于对所述系数位进行加密操作，或，用于对所述系数位和所述上下文进行加密操作；熵编码单元，用于对加密后的系数位和上下文进行熵编码；其中，所述加密后的系数位和上下文包括：加密操作后的系数位和未加密的上下文，或，加密操作后的系数位和加密的上下文；码流组织单元，用于对熵编码结果进行码流组织，获得加密图像；所述加密单元包括：系数位加密子单元，或，所述加密单元包括：所述系数位加密子单元和上下文加密子单元；所述系数位加密子单元用于采用混沌序列对所述系数位进行加密操作；所述系数位加密子单元具体用于采用第一混沌映射产生第一混沌序列，对所述第一混沌序列进行放大和取整，获得第一随机序列，根据对所述系数位进行加密操作，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，Cn表示加密前的第n个系数位，C'n表示加密的第n个系数位，An表示第一随机序列的第n项，表示异或运算，mod表示取模运算；所述上下文加密子单元用于采用混沌序列对所述上下文进行加密操作；所述上下文加密子单元具体用于采用第二混沌映射产生第二混沌序列，对所述第二混沌序列进行放大和取整，获得第二随机序列，根据D'n＝(Dn+Bn)mod19对所述上下文进行加密操作，其中，n表示序号，n的最大值为位平面数，Dn表示加密前的第n个上下文，D'n表示加密的第n个上下文，Bn表示第二随机序列的第n项，mod表示取模运算。3.一种图像解密方法，其特征在于，包括：对加密图像进行码流分解和熵解码，获得加密后的系数位和上下文；其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史辉，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：