CN101005603A - 一种图像数据的加密、解密以及转码的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于图像处理领域，提供了一种图像数据的加密、解密以及转码的方法和装置，所述方法包括：在量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对所述图像数据进行加密，输出数据密文。通过本发明可以使图像数据密文透明于转码服务器上的空间下采样处理，避免造成转码服务器的额外开销以及密钥等敏感信息的泄漏。

Description

一种图像数据的加密、解密以及转码的方法和装置

技术领域

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种对图像数据进行加密、解密以及转码的法、装置和系统。

背景技术

在尽力而为(best effort)传输的因特网上对多媒体数据，如图像进行流传输需要适应网络环境中的带宽、误码、延迟以及移动终端多样化的处理能力，这些因素是未知和动态变化的。为了适应广播和多播中一个发送者同时对应多个接收者，且多个接收者处于不同的网络带宽和终端条件的情况，通常通过转码(transcoding)、可伸缩性编码和不同码率的编码拷贝等三种方式对传输给接收者的图像数据进行处理。

空间下采样是典型的转码技术之一，通过将原图像码流进行下采样，产生一个新的较低空间分辨率的压缩图像。转码不仅减小了图像的大小，使处理后的数据适应于移动终端不同的分辨率要求，同时也大大降低了图像的码率。

空间下采样的比例可以是任意的，最简单的空间下采样采用1/4比例，即将图像中顺次的每个2×2像素块变成一个像素，其值为四个像素值的算术平均值，即：

$\hat{x}=\frac{1}{4}(x_1+x_2+x_3+x_4)$

对于四个相邻的8×8方阵，其1/4比例的空间下采样公式如下：空间域： $\hat{x}=\frac{1}{4}(Q_1{x}_1{Q}_1^t+Q_1{x}_2{Q}_2^t+Q_2{x}_3{Q}_1^t+Q_2{x}_4{Q}_2^t)---\left(1\right)$

DCT域： $\hat{x}=\frac{1}{4}(U_1{X}_1{U}_1^t+U_1{X}_2{U}_2^t+U_2{X}_3{U}_1^t+U_2{X}_4{U}_2^t)---\left(2\right)$

其中

和x_i，i＝1，2，3，4均为8×8像素块的空间域值矩阵，

和X_i，i＝1，2，3，4均为8×8像素块的DCT(Discrete Cosine Transform，离散余弦变换)系数矩阵。U_i，i＝1，2为Q_i，i＝1，2的DCT变换结果， $U_i^t={\mathrm{SQ}}_i{S}^{-1},i=\mathrm{1,2}$ ，S为8×8DCT变换矩阵，Q₁、Q₂为1/4比例空间下采样矩阵：

$Q_1=\left(\begin{array}{cccccccc}1& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 1& 1& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 1& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right),$ $Q_2=\left(\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 1& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 1& 1& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 1& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1\end{array}\right).$

若将量化过程考虑在内，则对量化后的DCT系数进行1/4比例空间下采样的公式为：

$\widehat{\mathrm{Xq}}=Q_u\left(\frac{1}{4}(U_1{Q_u}^{-1}\left({\mathrm{Xq}}_1\right)U_1^t+U_1{Q_u}^{-1}\left({\mathrm{Xq}}_2\right)U_2^t+U_2{Q_u}^{-1}\left({\mathrm{Xq}}_3\right)U_1^t+U_2{Q_u}^{-1}\left({\mathrm{Xq}}_4\right)U_2^t)\right)---\left(3\right)$

其中，Xq_i，i＝1，2，3，4为8×8像素块的量化后的DCT系数矩阵，

为对空间下采样后的8×8像素块进行量化后的矩阵，Q_u()和Q_u ^-1()分别为量化和反量化函数。

该公式定义的操作包括：先对Xq_i进行反量化，再按照式(2)在DCT域中进行空间下采样，最后进行量化。

为了适应网络传输条件的变化以及终端状况和处理能力的多样性，对图像数据在转码服务器上进行转码是一种常用的方法。同时，为了保护传输的图像数据，通常会在转码前对图像数据进行加密。当图像数据的传输中有转码操作时，加密方案须满足转码的透明性、降低压缩效率的负面影响、安全性以及复杂度适中等要求。

转码的透明性要求加密操作不会给转码过程带来额外开销，同时支持直接对密文进行转码操作。压缩效率的负面影响的产生是由于加密更改了编码参数及图像数据的统计特性，同时一些解密参数及指示符被引入到压缩码流中，使编码效率降低。安全性是加密的核心要求，一方面加密方案应能给数据内容提供足够的安全保护，另一方面，考虑面向商业的应用，其安全性所耗费的成本应控制在合理的范围内。复杂度是流媒体应用要求终端设备能实时地解密内容，而移动终端设备的计算处理能力是有限的，所以图像解密的复杂度不能太高。

在现有技术中，由于一般加密算法的扰乱性和非线性，使得密文无法直接进行转码处理，需要先对密文进行解密，再对解密后的明文进行转码，转码完毕后再对转码的结果加密。这种加密方案可以适用于对多种视频数据和图像数据进行加密，灵活性较大。但转码服务器在转码时需要对数据进行解密和重新加密处理，造成了转码服务器的额外开销。同时，转码服务器必须获知密钥等有关加密的敏感信息，增加了密钥等敏感信息泄漏的风险，影响系统整体的安全性。另外增加了传输处理延时，降低了业务的实时服务质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像数据的加密方法，旨在解决现有技术中存在的对图像数据加密时不能满足转码的透明性，造成转码服务器的额外开销，增加了密钥等敏感信息泄漏的风险的问题。

本发明的另一目的在于提供一种图像数据的转码方法。

本发明的另一目的在于提供一种图像数据的解密方法。

本发明的另一目的在于提供一种图像数据的加密装置。

本发明的另一目的在于提供一种图像数据的转码装置。

本发明的另一目的在于提供一种图像数据的解密装置。

本发明的另一目的在于提供一种图像数据处理系统。

本发明是这样实现的，一种图像数据的加密方法，所述方法包括：

在量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对所述图像数据进行加密，输出数据密文。

所述方法进一步包括下述步骤：

A.对空间域图像数据进行DCT变换，输出DCT系数矩阵；

B.对所述DCT系数矩阵进行量化处理，输出量化后的DCT系数矩阵；

C.利用伪随机数序列加密算法加密所述量化后的DCT系数矩阵，生成DCT系数密文矩阵；

D.对所述DCT系数密文矩阵进行熵编码，输出编码后的数据密文。

在本发明的一个实施例中，在对所述量化后的DCT系数矩阵进行加密时，选择所述量化后的DCT系数矩阵的低频系数部分进行加密。

一种图像数据的转码方法，所述方法包括：

对接收到的数据密文直接进行空间下采样处理，输出空间下采样后的转码密文；

所述数据密文由发送端在量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对图像数据进行加密获得。

所述方法进一步包括下述步骤：

A.对接收到编码后的密文数据进行熵解码，获得DCT系数密文矩阵；

B.对所述DCT系数密文矩阵进行空间下采样处理，生成转码密文；

C.对所述转码密文进行熵编码，生成转码后的密文数据。

一种图像数据的解密方法，所述方法包括：

在反熵编码阶段之后、反量化阶段之前，利用伪随机数序列解密算法对接收到的密文数据进行解密，输出解密后的数据。

所述方法进一步包括下述步骤：

A.对接收到的图像数据进行熵解码；

B.通过与发送端相同的密钥生成伪随机数序列，利用所述伪随机数序列对解码后的图像数据进行解密处理。

当接收到的图像数据未经转码处理时，所述步骤B进一步包括下述步骤：

B11.利用与发送端相同的密钥生成伪随机数序列；

B12.将解码后的图像数据与所述伪随机数序列进行减运算，解密获得量化后的DCT系数矩阵。

当接收到的图像数据经转码处理时，所述步骤B进一步包括下述步骤：

B21.利用与发送端相同的密钥生成伪随机数序列；

B22.对所述伪随机数序列进行与所述接收到的图像数据相同的空间下采样处理，获得转码伪随机数序列；

B23.将解码后的图像数据与所述转码伪随机数序列进行减运算，解密获得量化后的DCT系数矩阵。

所述方法进一步包括：

C.对所述量化后的DCT系数矩阵进行反量化，输出DCT系数矩阵；

D.对所述DCT系数矩阵进行DCT反变换处理，输出空间域图像数据。

一种图像数据的加密装置，所述装置用于量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对所述图像数据进行加密，输出数据密文。

所述装置进一步包括：

DCT变换模块，用于对空间域图像数据进行DCT变换，输出DCT系数矩阵；

量化模块，用于对所述DCT系数矩阵进行量化处理，输出量化后的DCT系数矩阵；

加密模块，用于生成伪随机数序列，利用所述伪随机数序列加运算加密所述量化后的DCT系数矩阵，生成DCT系数密文矩阵；以及

熵编码模块，用于对所述DCT系数密文矩阵进行熵编码，输出编码后的数据密文。

在本发明的一个实施例中，在对所述量化后的DCT系数矩阵进行加密时，选择所述量化后的DCT系数矩阵的低频系数部分进行加密。

一种图像数据的转码装置，所述装置用于对接收到的数据密文直接进行空间下采样处理，输出空间下采样后的转码密文；

所述数据密文由发送端在量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对图像数据进行加密获得。

所述装置进一步包括：

熵解码模块，用于对接收到编码后的密文数据进行解码，获得DCT系数密文矩阵；

转码模块，用于对所述DCT系数密文矩阵进行空间下采样处理，生成转码密文；以及

熵编码模块，用于对所述转码密文进行熵编码，生成转码后的密文数据。

一种图像数据的解密装置，所述装置用于在反熵编码阶段之后、反量化阶段之前，利用伪随机数序列解密算法对接收到的密文数据进行解密，输出解密后的数据。

所述装置进一步包括：

熵解码模块，用于对接收到的图像数据进行解码；

解密模块，用于通过与发送端相同的密钥生成伪随机数序列，利用所述伪随机数序列对解码的图像数据进行解密处理，获得量化后的DCT系数矩阵。

当接收到的图像数据未经转码处理时，所述解密模块将解码后的图像数据与所述伪随机数序列进行减运算，解密获得量化后的DCT系数矩阵。

当接收到的图像数据经转码处理时，所述解密模块对所述伪随机数序列进行与所述接收到的图像数据相同的空间下采样处理，获得转码伪随机数序列，并将解码后的图像数据与所述转码伪随机数序列进行减运算，解密获得量化后的DCT系数矩阵。

所述装置进一步包括：

反量化模块，用于对所述量化后的DCT系数矩阵进行反量化，输出DCT系数矩阵；

DCT反变换模块，用于对所述DCT系数矩阵进行DCT反变换处理，输出空间域图像数据。

一种图像数据处理系统，所述系统包括：

加密装置，用于量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对所述图像数据进行加密，输出数据密文；

转码装置，用于所述加密装置输出的数据密文直接进行空间下采样处理，输出空间下采样后的转码密文；以及

解密装置，用于在反熵编码阶段之后、反量化阶段之前，利用伪随机数序列解密算法对所述转码装置输出的密文数据进行解密，输出解密后的数据。

通过本发明可以使图像数据密文透明于转码服务器上的空间下采样处理，避免造成转码服务器的额外开销以及密钥等敏感信息的泄漏。

附图说明

图1是本发明中对图像数据进行加解密以及转码处理的实现流程图；

图2是本发明的一个实施例中DCT系数矩阵的示意图；

图3是本发明中图像数据加解密以及转码处理装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中，发送端在图像编码的量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加运算对量化后的DCT系数进行加密。转码服务器直接对加密数据直接进行空间下采样等转码处理。对应的，接收端在图像解码的反熵编码阶段之后、反量化阶段之前对加密数据进行解密，恢复出完整的下采样后的图像数据。

图1示出了本发明中对图像数据进行传输处理的过程：

在发送端，空间域图像数据首先经过DCT变换，将图像数据从空间域转换到频率域，生成8×8的DCT系数矩阵。然后对DCT系数矩阵进行量化处理，生成量化后的DCT系数矩阵。发送端根据与接收端共享的密钥，采用RC4等流加密算法产生伪随机数序列，将该伪随机数序列与量化后的DCT系数矩阵中的DCT系数进行加运算实现加密，最后将加密后的密文进行熵编码后打包发送出去。

为了不改变DCT系数矩阵中零元素的分布，避免影响数据后续的压缩率，作为本发明的一个实施例，不对整个DCT系数矩阵进行加密，而是仅对每个8×8矩阵左上角的低频系数部分进行加密，如图2所示的阴影部分的10个元素。

上述加密过程用公式描述如下：

Y_i＝Xq_i+R_i(i＝1，2，3，4)    (4)

其中，R_i为4个8×8像素块的伪随机数序列(仅左上角10个元素非零)，Xq_i为4个相邻的8×8像素块的量化后的DCT系数矩阵；Y_i为4个相邻的8×8DCT系数密文矩阵。

转码服务器收到发送端输出的数据包后，首先对数据包进行熵解码，得到DCT系数的密文矩阵Y_i，然后直接对Y_i进行空间下采样等转码处理，得到下采样后的DCT系数密文矩阵

，再对其重新进行熵编码后打包发送出去。

以1/4比例空间下采样为例，明文量化后的DCT系数矩阵的下采样公式为：

$\widehat{\mathrm{Xq}}=Q_u\left(\frac{1}{4}(U_1{Q_u}^{-1}\left({\mathrm{Xq}}_1\right)U_1^t+U_1{Q_u}^{-1}\left({\mathrm{Xq}}_2\right)U_2^t+U_2{Q_u}^{-1}\left({\mathrm{Xq}}_3\right)U_1^t+U_2{Q_u}^{-1}\left({\mathrm{Xq}}_4\right)U_2^t)\right)---\left(5\right)$

对于经过加密的DCT系数密文矩阵Y_i，其空间下采样公式与明文的下采样公式相同，即

$\hat{Y}=Q_u\left(\frac{1}{4}(U_1{Q_u}^{-1}\left(Y_1\right)U_1^t+U_1{Q_u}^{-1}\left(Y_2\right)U_2^t+U_2{Q_u}^{-1}\left(Y_3\right)U_1^t+U_2{Q_u}^{-1}\left(Y_4\right)U_2^t)\right)---\left(6\right)$

接收端收到转码服务器发送的数据包后，首先对数据包进行熵解码，得到下采样后的DCT系数密文矩阵

，然后利用与发送端相同的密钥和算法产生完全一致的伪随机数序列对DCT系数密文矩阵 进行解密处理，恢复出未经加密的空间下采样后的己量化的DCT系数矩阵，对其进行反量化和DCT反变换处理，就可以恢复出空间域的图像数据。

上述解密过程可以描述为：

在DCT系数密文矩阵Y_i经过转码服务器进行1/4比例的空间下采样后，接收端首先对伪随机数序列进行与Y_i相同的空间下采样过程：

$\hat{R}=Q_u\left(\frac{1}{4}(U_1{Q_u}^{-1}\left(R_1\right)U_1^t+U_1{Q_u}^{-1}\left(R_2\right)U_2^t+U_2{Q_u}^{-1}\left(R_3\right)U_1^t+U_2{Q_u}^{-1}\left(R_4\right)U_2^t)\right)---\left(7\right)$

然后用空间下采样的DCT系数密文矩阵

减去

，可得到完整的空间下采样后的已量化的DCT系数：

$\widehat{\mathrm{Xq}}=\hat{Y}-\hat{R}---\left(8\right)$

根据JPEG2000的编码标准，量化和反量化对应同一张量化常数表，分别对系数矩阵的每一个元素除以以及乘以表中对应位置的常数，忽略量化过程舍弃小数的误差，根据初等代数的加法乘法分配律，存在等式：

Q_u(A+B)＝Q_u(A)+Q_u(B)                                        (9)

Q_u ^-1(A+B)＝Q_u ^-1(A)+Q_u ^-1(B)                                 (10)

将式(6)和式(7)代入式(8)，通过简单变换合并即可得到式(3)。

所以，本发明中加解密的过程等效于量化后的DCT系数直接下采样的操作。

作为本发明的另外一个实施例，数据在发送到接收端前，也可能未经过空间下采样等转码处理，例如在发送端发送的图像数据的分辨率满足接收端要求的情况下，可以不经过转码服务器，或者转码服务器不对数据进行转码处理就发送给接收端，此时接收端接收到的数据未经空间下采样，即DCT系数的密文矩阵Y_i，则接收端只要经过与发送端加密相应的对称过程，利用与发送端相同的密钥和算法产生完全一致的伪随机数序列R_i，然后将Y_i与R_i，做减运算，即可解密，用公式描述如下：

Xq_i＝Y_i-R_i(i＝1，2，3，4)                                   (11)

由上述可知，本发明的实质是利用数学公式的变形和重新组合，相应的在转码服务器和接收端合理分配工作。除最简单的1/4比例空间下采样外，也可以适用于其他比例的空间下采样情况，只要这些下采样能够建立类似于1/4比例空间下采样的公式，下采样的结果能用原始空间域图像数据矩阵与某些常数矩阵相乘以后的和表示，且原始图像和下采样结果均以8×8尺寸的矩阵为运算单位。同时，对加密和空间下采样的处理过程的公式进行拆分变形时，只要能将数据的处理过程在数学公式上分解为直接对密文进行空间下采样和接收端解密两个独立的部分就可以实现本发明，能够满足加密透明于空间下采样的要求。

本发明使图像数据密文具有了透明于空间下采样的良好特性。转码服务器无需获取密钥等加密敏感信息以及不需要进行数据解密和重新加密操作，可直接对密文进行与明文相同的空间下采样操作，转码服务器无需经过认证，网络中的非受信端也可作为转码服务器工作，简化了安全传输系统的设计和构建，杜绝了潜在的安全隐患。同时，本发明降低了转码服务器的工作量，在现有空间下采样处理功能上无需更改配置就可直接进行，特别适用于无线环境下的保密传输。

图3示出了本发明中图像数据加解密以及转码处理装置的结构图，加密装置100包括DCT变换模块101、量化模块102、加密模块103以及熵编码模块104。

DCT变换模块101对空间域图像数据进行DCT变换处理，输出DCT系数矩阵，量化模块102对DCT系数矩阵进行量化处理，得到量化后的DCT系数矩阵。加密模块103将产生的伪随机数序列与量化后的DCT系数矩阵进行加运算，完成数据的加密处理。熵编码模块104对加密后的DCT系数矩阵熵编码，输出编码后的数据密文。

转码装置200包括熵解码模块201、转码模块202以及熵编码模块203。

熵解码模块201对接收到的数据进行解码，得到数据密文。转码模块202对数据密文进行空间下采样等转码操作，得到空间下采样后的已量化的DCT系数。熵编码模块203对空间下采样后的已量化的DCT系数进行重新熵编码发送出去。

解密装置300熵解码模块301、解密模块302、反量化模块303以及DCT反变换模块304。

熵解码模块301对接收到的数据进行解码，得到空间下采样后的密文。在接收到的数据通过转码装置200转码处理时，解密模块302利用与发送端相同的密钥和算法产生完全一致的伪随机数序列，对伪随机数序列进行与转码装置200相同的空间下采样处理，得到下采样后的伪随机结果，用空间下采样后的密文减去伪随机结果，恢复出未经加密的量化后的DCT系数矩阵。

当接收到的数据未经转码处理时，解密模块302利用与发送端相同的密钥和算法产生完全一致的伪随机数序列，将熵解码模块301解码后的数据与伪随机数序列进行减运算，恢复出未经加密的量化后的DCT系数矩阵。

反量化模块303和DCT反变换模块304依次对DCT系数矩阵进行反量化、DCT反变换处理，恢复出空间域图像数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1、一种图像数据的加密方法，其特征在于，所述方法包括：

在量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对所述图像数据进行加密，输出数据密文。

2、如权利要求1所述的图像数据的加密方法，其特征在于，所述方法进一步包括下述步骤：

A.对空间域图像数据进行DCT变换，输出DCT系数矩阵；

B.对所述DCT系数矩阵进行量化处理，输出量化后的DCT系数矩阵；

C.利用伪随机数序列加密算法加密所述量化后的DCT系数矩阵，生成DCT系数密文矩阵；

D.对所述DCT系数密文矩阵进行熵编码，输出编码后的数据密文。

3、如权利要求2所述的图像数据的加密方法，其特征在于，在对所述量化后的DCT系数矩阵进行加密时，选择所述量化后的DCT系数矩阵的低频系数部分进行加密。

4、一种图像数据的转码方法，其特征在于，所述方法包括：

对接收到的数据密文直接进行空间下采样处理，输出空间下采样后的转码密文；

所述数据密文由发送端在量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对图像数据进行加密获得。

5、如权利要求4所述的图像数据的转码方法，其特征在于，所述方法进一步包括下述步骤：

A.对接收到编码后的密文数据进行熵解码，获得DCT系数密文矩阵；

B.对所述DCT系数密文矩阵进行空间下采样处理，生成转码密文；

C.对所述转码密文进行熵编码，生成转码后的密文数据。

6、一种图像数据的解密方法，其特征在于，所述方法包括：

在反熵编码阶段之后、反量化阶段之前，利用伪随机数序列解密算法对接收到的密文数据进行解密，输出解密后的数据。

7、如权利要求6所述的图像数据的解密方法，其特征在于，所述方法进一步包括下述步骤：

A.对接收到的图像数据进行熵解码；

B.通过与发送端相同的密钥生成伪随机数序列，利用所述伪随机数序列对解码后的图像数据进行解密处理。

8、如权利要求7所述的图像数据的解密方法，其特征在于，当接收到的图像数据未经转码处理时，所述步骤B进一步包括下述步骤：

B11.利用与发送端相同的密钥生成伪随机数序列；

B12.将解码后的图像数据与所述伪随机数序列进行减运算，解密获得量化后的DCT系数矩阵。

9、如权利要求7所述的图像数据的解密方法，其特征在于，当接收到的图像数据经转码处理时，所述步骤B进一步包括下述步骤：

B21.利用与发送端相同的密钥生成伪随机数序列；

B22.对所述伪随机数序列进行与所述接收到的图像数据相同的空间下采样处理，获得转码伪随机数序列；

B23.将解码后的图像数据与所述转码伪随机数序列进行减运算，解密获得量化后的DCT系数矩阵。

10、如权利要求7所述的图像数据的解密方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

C.对所述量化后的DCT系数矩阵进行反量化，输出DCT系数矩阵；

D.对所述DCT系数矩阵进行DCT反变换处理，输出空间域图像数据。

11、一种图像数据的加密装置，其特征在于，所述装置用于量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对所述图像数据进行加密，输出数据密文。

12、如权利要求11所述图像数据的加密装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

DCT变换模块，用于对空间域图像数据进行DCT变换，输出DCT系数矩阵；

量化模块，用于对所述DCT系数矩阵进行量化处理，输出量化后的DCT系数矩阵；

加密模块，用于生成伪随机数序列，利用所述伪随机数序列加运算加密所述量化后的DCT系数矩阵，生成DCT系数密文矩阵；以及

熵编码模块，用于对所述DCT系数密文矩阵进行熵编码，输出编码后的数据密文。

13、如权利要求12所述图像数据的加密装置，其特征在于，在对所述量化后的DCT系数矩阵进行加密时，选择所述量化后的DCT系数矩阵的低频系数部分进行加密。

14、一种图像数据的转码装置，其特征在于，所述装置用于对接收到的数据密文直接进行空间下采样处理，输出空间下采样后的转码密文；

所述数据密文由发送端在量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对图像数据进行加密获得。

15、如权利要求14所述的图像数据的转码装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

熵解码模块，用于对接收到编码后的密文数据进行解码，获得DCT系数密文矩阵；

转码模块，用于对所述DCT系数密文矩阵进行空间下采样处理，生成转码密文；以及

熵编码模块，用于对所述转码密文进行熵编码，生成转码后的密文数据。

16、一种图像数据的解密装置，其特征在于，所述装置用于在反熵编码阶段之后、反量化阶段之前，利用伪随机数序列解密算法对接收到的密文数据进行解密，输出解密后的数据。

17、如权利要求16所述的图像数据的解密装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

熵解码模块，用于对接收到的图像数据进行解码；

解密模块，用于通过与发送端相同的密钥生成伪随机数序列，利用所述伪随机数序列对解码的图像数据进行解密处理，获得量化后的DCT系数矩阵。

18、如权利要求17所述的图像数据的解密装置，其特征在于，当接收到的图像数据未经转码处理时，所述解密模块将解码后的图像数据与所述伪随机数序列进行减运算，解密获得量化后的DCT系数矩阵。

19、如权利要求17所述的图像数据的解密装置，其特征在于，当接收到的图像数据经转码处理时，所述解密模块对所述伪随机数序列进行与所述接收到的图像数据相同的空间下采样处理，获得转码伪随机数序列，并将解码后的图像数据与所述转码伪随机数序列进行减运算，解密获得量化后的DCT系数矩阵。

20、如权利要求17、18或19所述的图像数据的解密装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

反量化模块，用于对所述量化后的DCT系数矩阵进行反量化，输出DCT系数矩阵；

DCT反变换模块，用于对所述DCT系数矩阵进行DCT反变换处理，输出空间域图像数据。

21、一种图像数据处理系统，其特征在于，所述系统包括：

加密装置，用于量化阶段之后、熵编码阶段之前，利用伪随机数序列加密算法对所述图像数据进行加密，输出数据密文；

转码装置，用于所述加密装置输出的数据密文直接进行空间下采样处理，输出空间下采样后的转码密文；以及

解密装置，用于在反熵编码阶段之后、反量化阶段之前，利用伪随机数序列解密算法对所述转码装置输出的密文数据进行解密，输出解密后的数据。

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