[发明专利]一种基于提升小波变换的数字图像多重置乱方法

摘要

本发明公开了一种基于提升小波变换的数字图像多重置乱方法，属于数字图像处理领域和信息安全领域。包括图像正置乱和逆置乱两部分内容。该算法利用指定的提升小波函数，以及图像分块、随机整数矩阵扰动、低频分量与高频对角分量互换位置等多重密钥方法对图像进行置乱。实验数据表明，该算法安全性和通用性较强，具有算法简单和置乱速度快的特点，只需较少次数的置乱即可获得良好的图像置乱度和置乱效果，且逆置乱恢复图像无损。

主权项

一种基于提升小波变换的数字图像多重置乱方法，其特征在于：包括正置乱和逆置乱两个过程；所述的正置乱过程实现步骤如下：输入待置乱的初始图像Image，读取其图像大小为M×N，设定置乱次数密钥cycle∈[1,max(M,N)]、分块大小密钥block，block∈[1,min(M,N)]及选定的提升小波函数族名密钥wname；（1）循环迭代开始，循环条件k=1:cycle；（2）依次对图像的每一个分块进行缩减一倍的操作，并确定四个分量块坐标位置，然后按设定的提升小波方案进行变换，以形成4个分量图像数组[CA,CH,CV,CD]；（3）建立随机扰动矩阵密钥R，并将R与低频分量CA进行叠加：CA=CA+R；（4）将叠加后的低频分量CA与高频对角分量CD互换位置，然后通过逆变换恢复为M×N的图像fig，正置乱的一次迭代结束；（5）当k不等于cycle，即循环未结束时，转至步骤（2）继续操作，直到迭代k次，得到置乱后图像fig，正置乱过程结束；所述的逆置乱过程实现步骤如下：输入置乱后图像fig，设定与正置乱过程中相同的置乱次数密钥cycle、分块大小密钥block及提升小波函数族名密钥wname；(a)循环迭代开始，循环条件k=1:cycle；(b)依次对图像的每一个分块进行缩减一倍的操作，并确定四个分量块坐标位置，然后按设定的提升小波方案进行变换，以形成4个分量图像数组[CA,CH,CV,CD]；(c)建立随机扰动矩阵密钥R，并与低频分量CA进行减法操作：CA=CA‑R；(d)将低频分量CA，即原CD，与高频对角分量CD，即原CA，互换位置，再进行提升小波的逆变换，结果保存在恢复图像FIG中，算法一次迭代结束；(e)当k不等于cycle，即循环未结束时，转至步骤（b）继续操作，直到迭代k次，得到的逆置乱恢复图像FIG，逆置乱过程结束。