申请/专利权人：黑龙江大学

申请日：2024-01-19

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117915014A

主分类号：H04N1/44

分类号：H04N1/44;H04L9/40

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.07#实质审查的生效;2024.04.19#公开

摘要：本发明涉及图像加解密技术领域,具体地说是一种可实现无损恢复解密图像的光学非对称多图像加密方法，通过图像重组且采用分块方式将n张待加密图像重组为n张同大小的一通道图像，再经单位等模矢量分解光学非对称加密系统，最终得到一张密文图像。可实现灰度和彩色多图像同时非对称加密，加密容量大，具有较强抗攻击能力，可实现无损解密，并可将光学技术用数字信息化方式在计算机上实现，且更适于医疗数据、图纸设计、机密文件、身份资料等图像数量多、保密要求高，解密图像质量好的应用场合。

主权项：1.一种实现无损恢复解密图像的光学非对称多图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，多图像重组：S1-1，将n张图像依次转为一维数组，再将各一维数组组合为一个整体的像素区；S1-2，依次将各图像类型、长、宽存储到信息区；S1-3，将像素区分成n块形成像素块，不够在尾部用0填充；S1-4，依次在分成的n块像素块后添加不同图像的信息区得到数据区；S1-5，将数量区放在数据区前得到新的数据区data，图像重组的宽width的计算公式为： S1-6，对数据区data用0进行填充，使之可以均匀分图像，将填充好的数据区data0得到重组图像的高height后，将n块像素块重塑为n张大小相等的灰度图像；其中height的计算公式为：height＝lendata0÷width；S1-7，图像重组后的一维数据包括数量区、像素区和信息区；所述数量区由10×kk大小组成一维数组，前2×kk大小存储图像数量N，后8×kk大小存储像素区分块的像素总数S，像素区存储n张图像总像素；所述信息区由9×kk大小组成一维数据，前kk大小存储图像类型T，后4×kk大小存储图像的长L，最后4×kk大小存储图像的宽W；S1-8，为了抵抗噪声攻击，所述数量区和信息区的图像类型为：彩色图像T＝3，灰度图像和二值图像T＝1，将T转换为区间为[0，255]的数，当T＝3时，T‘＝191，当T＝1时，T‘＝63；由于数量区中的存储图像数量N和像素总数S以及信息区中的存储图像的长L和存储图像的宽W可能超过256，则将变量N、S、L和W先转换为八进制数x，再将x的每一位进行转换得到[0，256]之间八个对应数x‘，转换的公式为：x‘＝16+32x；S2，级联单位等模矢量分解UEMD的相位截断加密：S21，需要加密的n幅图像为：{f1x，y，f2x，y......fnx，y}； 和表示在[0，1]上均匀分布的两个独立白噪声序列；S2-2，将第一幅图像f1x，y在空域受到随机相位模板的调制，然后经过傅里叶变换到频域，在经过单位等模矢量分解得到两个单位模E1和E2，E2作为私钥保存，E1和第二幅图像f2x，y相乘后再进行等模矢量分解得到两个单位模，一个作为私钥保存，另一个再与其他图像进行操作直到第n幅图像，矢量分解后得到的两个单位模E2n-1和E2n，E2n-1被随机相位模板调制，最后经过傅里叶逆变换输出平面得到密文图像Cx，y；S3，根据所述S2的方法进行多图像加密：S3-1，选取n张不同大小，不同类型明文图像{f1x，y，f2x，y，f3x，y......fnx，y}，根据多图像重组原理，将n张明文图像按顺序重组为相同尺寸的n张灰度图像：B＝{f′1x，y，f′2x，y，f′3x，y......f′nx，y}；S3-2，先从B中奖第一张灰度图像f′1x，y经过相位模板R1x，y的调制后进行傅里叶变换，再进行单位等模矢量分解得到两位单位模E1和E2：E1，E2＝UEMD{FT{f′1x，y·R1x，y}}；其中f′1x，y为B中的第一张灰度图像，为相位模板，FT{}为傅里叶变换，UEMD{}为单位等模矢量分解；S3-3，将E2保存为私钥一，E1和第二张灰度图像f′2x，y相乘后再进行单位等模矢量分解得到两个单位模E3和E4：E1，E2＝UEMD{E1·f′2x，y}；S34，重复所述S33直到将B中最后一张灰度图像f′nx，y与E2n-3相乘后进行单位等模矢量分解得到E2n-1和E2n，此时共保存n个私钥，分别为E2，E4…E2n-1，E2n；S35，单位模E2n-1取相位角后收到第二块相位模板R2α，β调制后经过傅里叶逆变换，相位截取得到Px，y作为另一私钥保存，取振幅得到最终密文图像Cx，y，其公式为：Cx，y＝PT{IFT{ang{E2n-1}·R2α，β}}；Px，y＝PR{IFT{ang{E2n-1}·R2α，β}}；其中，为相位模板，PT{}表示取振幅，PR{}表示相位截取，IFT{}为傅里叶逆变换，ang{}表示取相位角。

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百度查询： 黑龙江大学 一种实现无损恢复解密图像的光学非对称多图像加密方法

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