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专利号: 2021107118678
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于压缩感知和DNA编码的图像压缩加密方法,其特征在于,所述加密方法步骤如下:

将大小为N*N的原始图像作为SHA‑256哈希函数的参数,将得到的哈希值转化为超混沌Bao系统初始值和Logistic混沌系统初始值;

基于超混沌Bao系统初始值得到得到超混沌Bao系统整数序列;基于Logistic混沌系统初始值得到Logistic混沌整数序列;

将Logistic混沌整数序列转化为M*N大小的随机矩阵,得到第二矩阵;

使用小波变换对原始图像进行稀疏化,并在频域中表示;

对稀疏化之后的图像进行Arnold变换;

基于压缩率 构造M*N的Hadamard矩阵作为测量矩阵;

利用测量矩阵对Arnold变换后的图像进行压缩测量,得到大小为M*N的第一矩阵;

对第一矩阵和第二矩阵进行分块处理,针对每一个小块进行DNA编码、运算、解码;利用超混沌Bao整数序列动态控制DNA编码、解码、运算方式;

合并所有子块,得到加密图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知和DNA编码的图像压缩加密方法,其特征在于:使用小波变换对原始图像进行稀疏化的方程式为:T

S=ΨXΨ;

式中,Ψ为小波变化基,大小为N*N,S为稀疏系数矩阵,大小为N*N。

3.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知和DNA编码的图像压缩加密方法,其特征在于:压缩测量方程式为:

T

Y=Φ1XΦ2;

式中Φ1和Φ2为测量矩阵,大小为M*N。

4.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知和DNA编码的图像压缩加密方法,其特征在于:基于超混沌Bao系统初始值得到得到超混沌Bao系统整数序列,包括:将超混沌Bao系统初始值代入超混沌方程式,得到超混沌Bao序列{Xi}{Yi}{Zi}{Hi};超混沌Bao系统初始值包括:x0,y0,z0,h0;

将超混沌Bao序列{Xi}{Yi}{Zi}{Hi}转化成整数序列,得到超混沌Bao系统整数序列;

基于Logistic混沌系统初始值得到Logistic混沌整数序列,包括:将w0设置为Logistic混沌初值并输入参数u产生Logistic混沌序列{Wi};Logistic混沌系统初始值包括:w0;

将Logistic混沌序列{Wi}转化为0‑255的整数序列,得到Logistic混沌整数序列;

各初始值的计算公式如下:

式中,X,Y,Z,H,W为过渡参数:D为256位哈希值,di为由D转化出的32个十进制数,D={di};i=1,2,…32,sum表示求和,floor表示向下取整。

5.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知和DNA编码的图像压缩加密方法,其特征在于:超混沌Bao序列{Xi}{Yi}{Zi}{Hi}中,{Xi}和{Yi}决定DNA编码方式,共有8种,{Zi}决定DNA运算方式,共有4种;{Hi}决定DNA解码方式,共有8种。

6.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知和DNA编码的图像压缩加密方法,其特征在于:Arnold变换方程式为:式中x,y表示原始图像像素坐标,X,Y为变换后图像坐标,M表示原始图像的高。

7.一种基于压缩感知和DNA编码的图像压缩加密的解密方法,其特征在于,包括:获取输入的密钥和待解密图像,基于输入的密钥获得超混沌Bao系统初值和Logistic混沌初始值;

基于超混沌Bao系统初值得到超混沌Bao系统整数序列;基于Logistic混沌初始值得到Logistic混沌整数序列;

基于Logistic混沌整数序列得到第三矩阵;

把待解密图像和第三矩阵分块,分块的数量和大小与加密时相同;

针对各个子块进行DNA逆编码、逆运算和逆解码;利用超混沌Bao整数序列动态控制DNA逆编码、逆运算和逆解码方式;

合并所有子块得到解密后的测量图像;

调用OMP重构算法,得到测量前稀疏图像的估计值;

对该估计值进行小波逆变换和Arnold逆变换,得到大小为N*N的重构图像。

8.根据权利要求7所述的一种基于压缩感知和DNA编码的图像压缩加密的解密方法,其特征在于:输入的密钥有6个,分别为Logistic混沌参数μ和初始值W0,超混沌Bao系统初始值X0、Y0、Z0、H0。