基于分数傅里叶变换和双随机相位编码的图像加密方法

摘要

本发明涉及图像信息安全和光信息处理技术领域，为解决原加密方法中第一块随机相位掩模不能做密钥的问题，以及从密钥生成上解决密钥管理和传输的问题。本发明采用的技术方案是，基于分数傅里叶变换和双随机相位编码的图像加密方法，步骤如下：1)密钥生成部分：第一块和第二块随机相位掩膜都起主密钥作用；2)图像加密部分：经菲涅耳变换后的图像被第一块混沌随机相位掩模调制，调制后的图像经阶次为a₁的分数傅里叶变换后再被第二块混沌随机相位掩模调制，调制后的图像再经阶次为a₂的分数傅里叶变换后就可以得到加密后的图像。3)图像解密部分：得到解密后的图像。本发明主要应用于图像信息安全场合。

主权项

一种基于分数傅里叶变换和双随机相位编码的图像加密方法，其特征是，步骤如下：1)密钥生成部分：第一块和第二块随机相位掩膜都起主密钥作用；两块随机相位掩模分别由不同混沌参数控制的一维Chebyshev混沌系统生成。Chebyshev混沌系统的初值和控制参数在加解密过程中作为主要密钥，物光波长、菲涅耳衍射距离及分数傅里叶变换阶次作为加解密过程的辅助密钥。2)图像加密部分：在加密一幅特定的图像前，首先对于一维Chebyshev混沌系统，设定合适的初值和控制参数；选择合适波长的光波作为入射光波；设定合适的菲涅耳衍射距离；待加密的图像在入射光的照射下进行菲涅耳变换，经菲涅耳变换后的图像被第一块混沌随机相位掩模调制，调制后的图像经阶次为a₁的分数傅里叶变换后再被第二块混沌随机相位掩模调制，调制后的图像再经阶次为a₂的分数傅里叶变换后就可以得到加密后的图像。3)图像解密部分：将加密后的图像作为解密过程的输入图像，输入图像进行阶次为a₂的分数傅里叶逆变换后被第二块混沌随机相位掩模的复共轭调制，然后进行阶次为a₁的分数傅里叶逆变换，再被第一块混沌随机相位掩模的复共轭调制后进行菲涅耳逆变换，得到解密后的图像。