一种基于折纸变换的数字图像加密方法

摘要

本发明提供一种基于折纸变换的数字图像加密方法，属于图像信息处理技术领域。该方法主要内容是：构造出一个简单的折纸技术，将图像看作相连通域，通过周期函数生成折线，即密钥函数，对折后将重叠的对应像素比较，进行置乱操作。本发明方法不仅简单，易操作，而且密钥空间大，密钥敏感性强，安全性好。

主权项

1.一种基于折纸变换的数字图像加密方法，其特征在于该方法具体步骤如下：步骤1：首先将加密图像转化为数字矩阵N×M，N是图像的宽度，M是图像的高度，其中N和M须是偶数，如果不是偶数，则先给矩阵补上第N+1列或者第M+1行，补上的像素值全部等于0。然后将矩阵的奇数行2i-1、偶数行2i进行比较，i为自然数，当像素值之差为奇数，则像素点位置置换，当像素值之差为偶数，则像素点位置不变，本加密方法的密钥有三种选择：周期函数f_x(t)和f_y(t)的表达形式、参数m和加密轮次k，其中周期函数f_x(t)和f_y(t)为相同或不同的函数；步骤2：给置换过的像素值再加上2m，m为自然数，由于灰度等级最大值为255，如果加密过程使像素值大于255，那么就减去255；步骤3：将上述置换过的图像奇数行按序号从小到大排列后，置换到图像上半部分，偶数行按序号从小到大排列置换到图像的下半部分；步骤4：将图像横对折，图像对折处通过函数求得：折线其中f_y(t)为任意的周期函数，t为当前轮次，round(·)为四舍五入求整数函数，f_ymax和f_ymin分别为f_y(t)的最大值和最小值；为保证整幅图像均能参与对折重叠，就需要两条折线，当y＜M/2时，另外一条折线为y′＝y+M/2，当y＞M/2时，另外一条折线为y′＝y-M/2，当y＝M/2时，只有一条折线，即y′＝y；若重叠部分的两个像素的差值为奇数，就进行位置置换，并让像素加上加上2m，若和超过255，就再减去255；步骤5：重复步骤1-4，将行变换改为列变换，把横折线改为竖折线；上半部分变为左半部分，下半部分变为右部分，折线步骤6：重复步骤1-4，记录为一个轮次；步骤7：重复k轮次后，加密结束。