[发明专利]基于同类系数置乱的JPEG图像加密方法

摘要

本发明涉及一种基于同类系数置乱的JPEG图像加密方法，首先读入JPEG图像文件，获得哈夫曼编码表和经JPEG编码压缩后的图像数据，解码获取所有非零量化DCT系数数值和位置，并进行分类；选定密码，利用该密码进行混沌迭代生成混沌序列，利用混沌序列置乱每个类别的非零系数和8×8区块；将置乱后的量化DCT系数矩阵进行熵编码，将编码后的数据写入JPEG图像文件，完成基于同类系数置乱的JPEG图像加密，本发明通过混沌序列对不同类别的量化DCT系数进行置乱处理，直接用同一种加密方案处理量化后的DC系数和非零AC系数，能兼顾安全性和高效性，而且本发明加密图像与明文图像文件大小相似，压缩率高。

主权项

1.基于同类系数置乱的JPEG图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：读入待加密的JPEG图像文件，获得哈夫曼编码表和经JPEG编码压缩后的图像数据；步骤二：通过哈夫曼编码表解码JPEG图像数据，获得量化DCT系数矩阵；步骤三：按JPEG量化DCT系数编码类别表将量化DCT系数矩阵中的非零系数分类，并记录每个非零系数在量化DCT系数矩阵中的位置；对待加密的图像，统计量化DCT系数矩阵中所有非零系数的个数n和8×8分块个数m；步骤四：选定密码，利用该密码进行混沌迭代n+m次，生成长度为n+m的混沌序列；步骤五：将混沌序列前n个元素按照大小排列，其在原序列中的地址构成新的序列Ⅰ；步骤六：利用步骤五中生成的序列Ⅰ对每个类别的非零系数进行置乱；步骤七：如果各个类别的非零系数都已置乱完毕，进入步骤八，否则返回步骤五；步骤八：将置乱后的非零系数按照步骤三中记录的位置写入新的矩阵，形成加密后的量化DCT系数矩阵；步骤九：将加密后的量化DCT系数分割为不重叠的8×8区块，将混沌序列的后m个元素按照大小排列，其在原序列中的地址构成新的序列Ⅱ，利用序列Ⅱ将加密后的量化DCT系数矩阵所有8×8分块置乱；步骤十：将步骤九获得的置乱后的量化DCT系数矩阵进行熵编码，将编码后的数据写入待加密的JPEG图像文件，获得加密后的JPEG图像文件，完成基于同类系数置乱的JPEG图像加密；步骤六中的置乱具体包括：(a)取出混沌序列的前n1个元素，将其按照大小升序排列，元素在原序列中的地址构成新序列A；其中，n1表示第一类非零系数的个数；(b)利用该新序列A对第一类非零系数进行置乱；(c)取出n1+1至n1+n2个元素，重复步骤(a)和步骤(b)，完成对第二类非零系数的置乱，直至完成最后一种类别的非零系数置乱；其中n2表示第二类非零系数的个数。