[发明专利]联合零水印嵌入的图像加密方法和装置

摘要

本发明实施例提供一种联合零水印嵌入的图像加密方法和装置，该方法以数字图像为研究对象，基于小波域实现零水印嵌入和混沌加密。其中，加密技术的运用能够有效避免数字图像在传播过程中出现的隐私泄露、非法剽窃等问题，提高图像信息传播过程中的安全性；而零水印嵌入技术，则可以对授权用户使用解密后的图像，进行持续监控，方便实现数字图像的版权验证。

主权项

1.一种联合零水印嵌入的图像加密方法，基于小波域实现，其特征在于，包括：对原始图像进行离散小波变换，以得到近似分量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量；针对所述近似分量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量中的每个分量进行处理，并提取各分量中的符号位部分、整数位部分和小数位部分，将各符号位部分保存为符号矩阵、各整数位部分保存为整数矩阵、各小数位部分保存为小数矩阵；利用秘钥矩阵对各所述符号矩阵进行加密，并对加密后的各所述符号矩阵进行置乱变换以得到4个加密符号矩阵；对各所述小数矩阵进行处理以得到4个第一小数向量，并对各所述第一小数向量中的各向量元素进行排序，确定排序后的每个向量元素在排序前的所述第一小数向量中的位置，以得到4个第一位置向量；对水印图像进行离散小波变换得到近似分量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量，并对各分量中的向量元素进行小数化处理以得到4个第二小数向量，并对各所述第二小数向量中的各向量元素进行排序，确定排序后的每个向量元素在排序前的该第二小数向量中的位置，以得到4个第二位置向量；针对由所述水印图像得到的近似分量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量中的各分量，确定其在4个所述第二位置向量中的对应向量元素，并进一步确定该向量元素在4个所述第一位置向量中的对应位置，得到4个第三位置向量，以完成对小数矩阵的零水印嵌入；对各所述整数矩阵分别进行位平面分解以得到多个二进制位平面，将各二进制位平面划分为高位位平面和低八位位平面；其中，将各高位位平面与所述秘钥矩阵进行异或运算、置乱变换得到加密高位矩阵，将各低八位位平面分别表示为第一矩阵、第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵；将所述第一矩阵、第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵表示为一个具有32个位平面的第五矩阵，并针对所述第五矩阵中的每个位平面，按照随机位块模式对其进行位块划分和位块交换；生成包含有32个随机数的随机向量，并对该随机向量中的各随机数按照预设顺序进行排序；按照排序后的所述随机向量中的各向量元素的下标对完成交换后的所述第五矩阵中的各位平面进行排序；将排序后的所述第五矩阵按照预设规则划分为4个替换矩阵，再利用所述秘钥矩阵分别对所述替换矩阵进行异或运算以得到4个加密矩阵；针对由所述原始图像得到的所述近似分量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量中的各分量，将所述4个加密矩阵中的每个加密矩阵与其对应的加密高位矩阵进行组合以得到4个加密整数矩阵；将所述加密符号矩阵、加密整数矩阵以及嵌入零水印后的小数矩阵进行组合以得到联合水印嵌入的加密矩阵，对该联合水印嵌入的加密矩阵进行离散小波逆变换，得到联合水印嵌入的加密图像。