CN104063833B - 一种图像加密、读取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图像加密、读取方法及装置，涉及图像加密领域。图像加密方法包括：对原始图像进行Arnold变换，形成置乱图像；根据陈氏混沌序列对所述置乱图像加密，得到目的图像。本发明的方法及装置先通过Arnold变换对图像置乱，之后利用陈氏混沌序列再进行加密处理，整个过程简便易行，密钥空间大，保密性高。
Description
技术领域
本发明涉及图像加密领域，特别是提供一种图像加密、读取方法及装置。
背景技术
随着网络技术与多媒体技术的飞速发展，数字图像已经广泛用于人们的生活，然而应用得越广泛，它的安全性就越重要。随着计算机的普及，破译方式和手段日益提高，利用计算机犯罪的数量在逐年不断地上升，数字图像安全已经成为现在计算机领域的一个重要主题。数字图像加密是一种保护图像安全的有效方法。
现有基于像素置换的图像加密技术虽然简便易行，但是并未对图像的像素值加以改变，此外，图像的直方图也未进行变化，所以其保密性不高，也不符合现代密码体制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种图像加密、读取方法及装置，能够改变图像的像素值，并进行加密处理。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种图像加密方法，包括：
对原始图像进行Arnold变换，形成置乱图像；
根据陈氏混沌序列对所述置乱图像加密，得到目的图像。
其中，对原始图像进行Arnold变换，形成置乱图像的步骤包括：
判断所述原始图像是否为正方形；若所述原始图像不为正方形，则对该原始图像进行像素填充，使其达到正方形形状；
根据Arnold变换公式对所述原始图像进行置乱。
其中，根据Arnold变换公式对所述原始图像进行置乱的步骤包括：
在所述原始图像上选取一个原始点以及一个目标点；
根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到符合标准的置乱图像。
其中，所述Arnold变换公式为：
其中，x、y为原始点的坐标；x′、y′为目标点的坐标；N为所述原始图像的阶数。
其中，根据陈氏混沌序列对所述置乱图像加密，得到目的图像的步骤包括：
获取由陈氏混沌系统的任意一维产生的长度为M的第一混沌序列，以及由其另外一维产生的长度为M的第二混沌序列；
循环从所述第一混沌序列以及所述第二混沌序列中分别取出一个元素进
行相乘，并将相乘结果进行排列，直至组成大小为M×M的混沌矩阵序列；
根据公式Hi,j′=(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)，替换所述混沌矩阵序列中的元素，得到目的矩阵；其中，Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的元素；Hi,j′为替代Hi,j的元素；M为正整数；
根据加密算法公式将所述置乱图像与所述目的矩阵进行运算，得到目的图像。
其中，所述加密算法公式为：
outi,j=[zhi,j+(M-1)×H′i,j]%(M-1)；
其中，zhi,j表示为混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为（i，j）的像素值。
本发明的实施例还提供一种加密图像读取方法，包括：
根据陈氏混沌序列对目标图像进行解密，得到置乱图像；
对所述置乱图像进行Arnold变换，得到原始图像。
其中，根据陈氏混沌序列对目标图像进行解密，得到置乱图像的步骤包括：
根据解密算法公式对目标图像进行运算，得到置乱图像；
其中，若outi,j＞（M－1）×Hi,j′，则所述解密公式为：zhi,j=outi,j－(M－1)×Hi,j；否则，所述解密公式为：zhi,j=outi,j+(M－1)×(1-Hi,j)；
其中，zhi,j表示为混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为（i，j）的像素值；所述混沌矩阵序列大小为M×M，是由第一混沌序列的元素与第二混沌序列的元素相乘的结果所组成；所述第一混沌序列长度为M，由陈氏混沌系统的任意一维产生的正整数；所述第二混沌序列长度为M，由陈氏混沌系统的另外一维产生；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的元素；
其中，Hi,j′=(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)；Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值。
其中，对所述置乱图像进行Arnold变换，得到原始图像的步骤包括：
在所述置乱图像上选取一个原始点以及一个目标点；
根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到原始图像；
若所述原始图像包含被填充的像素，则去除所述被填充的像素。
其中，所述Arnold变换公式为：
其中，x、y为目标点的坐标；x′、y′为原始点的坐标；N为所述置乱图像的阶数。
本发明的实施例还提供一种图像加密装置，包括：
置乱模块，用于对原始图像进行Arnold变换，形成置乱图像；
加密模块，用于根据陈氏混沌序列对所述置乱图像加密，得到目的图像。
其中，所述置乱模块包括：
判断子模块，用于判断所述原始图像是否为正方形；若所述原始图像不为正方形，则对该原始图像进行像素填充，使其达到正方形形状；
置乱子模块，用于根据Arnold变换公式对所述原始图像进行置乱。
其中，所述置乱子模块具体用于：
在所述原始图像上选取一个原始点以及一个目标点；
根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到符合标准的置乱图像。
其中，所述加密模块包括：
获取子模块，用于获取由陈氏混沌系统的任意一维产生的长度为M的第一混沌序列，以及由其另外一维产生的长度为M的第二混沌序列；
乘法子模块，用于循环从所述第一混沌序列以及所述第二混沌序列中分别取出一个元素进行相乘，并将相乘结果进行排列，直至组成大小为M×M的混沌矩阵序列；
替换子模块，用于根据公式Hi,j′=(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)，替换所述混沌矩阵序列中的元素，得到目的矩阵；其中，Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的元素；Hi,j′为替代Hi,j的元素；M为正整数；
运算子模块，用于根据加密算法公式将所述置乱图像与所述目的矩阵进行运算，得到目的图像。
本发明的实施例还提供一种加密图像读取装置，包括：
解密模块，用于根据陈氏混沌序列对目标图像进行解密，得到置乱图像；
恢复模块，用于对所述置乱图像进行Arnold变换，得到原始图像。
其中，所述恢复模块包括：
第一选取子模块，用于在所述置乱图像上选取一个原始点以及一个目标点；
第一替换子模块，用于根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
第二选取子模块，用于将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
第二替换子模块，用于根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到原始图像；
去除模块，用于若所述原始图像包含被填充的像素，则去除所述被填充的像素。
本发明的上述方案具有如下有益效果：
本发明的方法及装置先对图像进行Arnold变换，使图像置乱，之后利用陈氏混沌序列再对置乱后的图像进行加密处理，整个过程简便易行，根据陈氏混沌序列的特性，本法的密钥空间大，保密性高，难以被破解。
附图说明
图1为本发明中图像加密方法的步骤示意图；
图2为本发明中加密图像读取方法的步骤示意图；
图3为本发明中的原始图像；
图4为本发明中的置乱图像；
图5为本发明中图像加密装置的结构示意图；
图6为本发明中加密图像读取装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，一种图像加密方法，包括：
步骤100，对原始图像进行Arnold变换，形成置乱图像；
步骤200，根据陈氏混沌序列对所述置乱图像加密，得到目的图像。
上述方法首先对图像进行Arnold变换，使图像置乱，之后利用陈氏混沌序列再对置乱后的图像进行加密处理，整个过程简便易行，基于陈氏混沌序列的特性，本方法的密钥空间大，保密性高，难以被破解。
具体地，在本发明的上述实施例中，步骤100包括：
步骤110，判断所述原始图像是否为正方形；若所述原始图像不为正方形，则对该原始图像进行像素填充，使其达到正方形形状；
步骤120，根据Arnold变换公式对所述原始图像进行置乱；
具体地，在本发明的上述实施例中，步骤120包括：
步骤121，在所述原始图像上选取一个原始点以及一个目标点；
步骤122，根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
步骤123，将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
步骤124，根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到符合标准的置乱图像；
其中，所述Arnold变换公式为：
其中，x、y为原始点的坐标；x′、y′为目标点的坐标；N为所述原始图像的阶数。
具体地，在本发明的上述实施例中，步骤200包括：
步骤210，获取由陈氏混沌系统的任意一维产生的长度为M的第一混沌序列，以及由其另外一维产生的长度为M的第二混沌序列；
步骤220，循环从所述第一混沌序列以及所述第二混沌序列中分别取出一个元素进行相乘，并将相乘结果进行排列，直至组成大小为M×M的混沌矩阵序列；
步骤230，根据公式Hi,j′=(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)，替换所述混沌矩阵序列中的元素，得到目的矩阵；其中，Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的元素；Hi,j′为替代Hi,j的元素；M为正整数；
步骤240，根据加密算法公式将所述置乱图像与所述目的矩阵进行运算，得到目的图像。
其中，所述加密算法公式为：
outi,j=[zhi,j+(M-1)×H′i,j]%(M-1)；
其中，zhi,j表示为混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为（i，j）的像素值。
如图2所示，本发明的实施例还提供一种加密图像读取方法，与上述图像加密方法相对应，步骤包括：
步骤300，根据陈氏混沌序列对目标图像进行解密，得到置乱图像；
步骤400，对所述置乱图像进行Arnold变换，得到原始图像。
上述方法用于读取采用本发明中的图像加密方法进行加密的图像。
具体地，在本发明的上述实施例中，步骤300包括：
步骤310，根据解密算法公式对目标图像进行运算，得到置乱图像；
其中，若outi,j＞（M－1）×Hi,j′，则所述解密公式为：zhi,j=outi,j－(M－1)×Hi,j；否则，所述解密公式为：zhi,j=outi,j+(M－1)×(1-Hi,j)；
其中，zhi,j表示为混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为（i，j）的像素值；所述混沌矩阵序列大小为M×M，是由第一混沌序列的元素与第二混沌序列的元素相乘的结果所组成；所述第一混沌序列长度为M，由陈氏混沌系统的任意一维产生的正整数；所述第二混沌序列长度为M，由陈氏混沌系统的另外一维产生；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的元素；
其中，Hi,j′=(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)；Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值；
具体地，在本发明的上述实施例中，步骤400包括：
步骤410，在所述置乱图像上选取一个原始点以及一个目标点；
步骤420，根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
步骤430，将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
步骤440，根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到原始图像；
步骤450，若所述原始图像包含被填充的像素，则去除所述被填充的像素。
其中，所述Arnold变换公式为：
其中，x、y为目标点的坐标；x′、y′为原始点的坐标；N为所述置乱图像的阶数。
下面对上述图像加密方法以及加密图像的读取方法进行详细描述：
<一>通过Arnold变换置乱原始图像
如图3所示的原始图像，选取一个该图像的点(x,y)，将(x,y)变换到另一点(x′,y′)上，变换公式为：
此变换称为二维Arnold变换，简称Arnold变换；其中，x,y∈{0,1,2,…,N-1}，而N是原始图像的阶数。
对于数字图像而言，点到另外一点的移动实际是指灰度值或者RGB颜色值的移动，即在所述原始图像上选取一个原始点以及一个目标点；根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到符合标准的置乱图像（如图4所示）。Arnold变换具有周期性，即继续变换下去，将重新得到原始图像。不同原始图像拥有不同的阶数N，Arnold变换的周期也不相同；
需要指出的是，为了执行过程的方便，原始图像应为正方形图像，如果原始图像不是正方形图像，可以通过填补像素的办法将原始图像首先变换为正方形图像。填补的像素值可以随意指定，不影响加密的效果。
<二>利用陈氏混沌序列对置乱图像进行加密
陈氏混沌系统（1999年，陈关荣教授在研究混沌的反控制的过程中，利用反馈控制产生一个新的混沌吸引子，该系统称为陈氏混沌系统）由如下三维系统组成：
其中的参数值取为：a=35，ｂ=3，ｃ=28。取初值x(0)=0，y(0)=1，z(0)=0，通过微分方程组的数值模拟产生陈氏混沌系统的轨迹点。
首先利用陈氏混沌系统的任意一维产生的长度为M的第一混沌序列，以及由其另外一维产生的长度为M的第二混沌序列；
循环从所述第一混沌序列以及所述第二混沌序列中分别取出一个元素进行相乘，并将相乘结果进行排列，直至组成大小为M×M的混沌矩阵序列；
根据公式Hi,j′=(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)，替换所述混沌矩阵序列中的元素，得到目的矩阵；其中，Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的元素；Hi,j′为替代Hi,j的元素；M为正整数；
根据加密算法公式outi,j=[zhi,j+(M-1)×H′i,j]%(M-1)将所述置乱图像与所述目的矩阵进行运算，得到加密后的目的图像；其中，zhi,j表示为混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为（i，j）的像素值。
<三>对目的图像进行解密，并恢复到原始图像
图像解密的步骤与加密的步骤相反，首先根据解密算法公式对目标图像进行运算，得到置乱图像；
其中，若outi,j＞（M－1）×Hi,j′，则所述解密公式为：zhi,j=outi,j－(M－1)×Hi,j；否则，所述解密公式为：zhi,j=outi,j+(M－1)×(1-Hi,j)；
在得到置乱图像后，依然根据Arnold变换公式：
对置乱图像进行恢复；
此时的x、y已从加密时的原始点坐标变为现在的目标点的坐标；x′、y′已从加密时的目标点坐标变为现在的原始点坐标，N为所述置乱图像的阶数，当变换次数达到该置乱图像的Arnold变换周期后，得到图3所示的原始图像。如果该原始图像含有填补的像素，则需要再去除掉所述填补的像素。
综上所述，本发明的实施例操作简单、便捷；此外，陈氏混沌系统依赖于初始条件，所以即使密钥值有很小的变化，也会得到完全不同的混沌序列，从而导致解密结果的错误，因此本实施例加密方法更为安全、保密性强。
如图5所示，本发明的实施例还提供一种图像加密装置，包括：
置乱模块，用于对原始图像进行Arnold变换，形成置乱图像；
加密模块，用于根据陈氏混沌序列对所述置乱图像加密，得到目的图像。
上述装置首先对图像进行Arnold变换，使图像置乱，之后利用陈氏混沌序列再对置乱后的图像进行加密处理，整个过程简便易行，基于陈氏混沌序列的特性，产生的密钥空间大，保密性高，难以被破解。
具体地，在本发明的上述实施例中，所述置乱模块包括：
判断子模块，用于判断所述原始图像是否为正方形；若所述原始图像不为正方形，则对该原始图像进行像素填充，使其达到正方形形状；
置乱子模块，用于根据Arnold变换公式对所述原始图像进行置乱；
在本发明的上述实施例中，所述置乱子模块具体用于：
在所述原始图像上选取一个原始点以及一个目标点；
根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到符合标准的置乱图像；
其中，所述Arnold变换公式为：
其中，x、y为原始点的坐标；x′、y′为目标点的坐标；N为所述原始图像的阶数；
具体地，在本发明的上述实施例中，所述加密模块包括：
获取子模块，用于获取由陈氏混沌系统的任意一维产生的长度为M的第一混沌序列，以及由其另外一维产生的长度为M的第二混沌序列；
乘法子模块，用于循环从所述第一混沌序列以及所述第二混沌序列中分别取出一个元素进行相乘，并将相乘结果进行排列，直至组成大小为M×M的混沌矩阵序列；
替换子模块，用于根据公式Hi,j′=(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)，替换所述混沌矩阵序列中的元素，得到目的矩阵；其中，Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的元素；Hi,j′为替代Hi,j的元素；M为正整数；
运算子模块，用于根据加密算法公式将所述置乱图像与所述目的矩阵进行运算，得到目的图像；
其中，所述加密算法公式为：
outi,j=[zhi,j+(M-1)×H′i,j]%(M-1)；
zhi,j表示为混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为（i，j）的像素值。
显然，上述实施例为本发明中图像加密方法对应的装置实施例，所述图像加密方法能达到的技术效果，本实施例的装置也同样能够达到。
如图6所示，本发明的实施例还提供一种加密图像读取装置，包括：
解密模块，用于根据陈氏混沌序列对目标图像进行解密，得到置乱图像；
恢复模块，用于对所述置乱图像进行Arnold变换，得到原始图像。
上述装置用于读取采用本发明中的图像加密方法进行加密的图像。
具体地，在本发明的上述实施例中，解密模块用于：
根据解密算法公式对目标图像进行运算，得到置乱图像；
其中，若outi,j＞（M－1）×Hi,j′，则所述解密公式为：zhi,j=outi,j－(M－1)×Hi,j；否则，所述解密公式为：zhi,j=outi,j+(M－1)×(1-Hi,j)；
其中，zhi,j表示为混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为（i，j）的像素值；所述混沌矩阵序列大小为M×M，是由第一混沌序列的元素与第二混沌序列的元素相乘的结果所组成；所述第一混沌序列长度为M，由陈氏混沌系统的任意一维产生的正整数；所述第二混沌序列长度为M，由陈氏混沌系统的另外一维产生；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为（i，j）的元素；
其中，Hi,j′=(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)；Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值。
具体地，在本发明的上述实施例中，所述恢复模块包括：
第一选取子模块，用于在所述置乱图像上选取一个原始点以及一个目标点；
第一替换子模块，用于根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
第二选取子模块，用于将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
第二替换子模块，用于根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到原始图像；
去除模块，用于若所述原始图像包含被填充的像素，则去除所述被填充的像素。
其中，所述Arnold变换公式为：
其中，x、y为目标点的坐标；x′、y′为原始点的坐标；N为所述置乱图像的阶数。
显然，上述实施例为本发明中加密图像读取方法对应的装置实施例，所述加密图像读取方法能达到的技术效果，本实施例的装置也同样能够达到。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种图像加密方法，其特征在于，包括：
对原始图像进行Arnold变换，形成置乱图像；
根据陈氏混沌序列对所述置乱图像加密，得到目的图像，包括：获取由陈氏混沌系统的任意一维产生的长度为M的第一混沌序列，以及由其另外一维产生的长度为M的第二混沌序列；
循环从所述第一混沌序列以及所述第二混沌序列中分别取出一个元素进行相乘，并将相乘结果进行排列，直至组成大小为M×M的混沌矩阵序列；
根据公式Hi,j′＝(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)，替换所述混沌矩阵序列中的元素，得到目的矩阵；其中，Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为(i，j)的元素；Hi,j′为替代Hi,j的元素；M为正整数；
根据加密算法公式将所述置乱图像与所述目的矩阵进行运算，得到目的图像；所述加密算法公式为：
outi,j＝[zhi,j+(M-1)×H′i,j]％(M-1)；
其中，zhi,j表示为置乱图像中坐标为(i，j)的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为(i，j)的像素值。
2.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，对原始图像进行Arnold变换，形成置乱图像的步骤包括：
判断所述原始图像是否为正方形；若所述原始图像不为正方形，则对该原始图像进行像素填充，使其达到正方形形状；
根据Arnold变换公式对所述原始图像进行置乱。
3.根据权利要求2所述的图像加密方法，其特征在于，根据Arnold变换公式对所述原始图像进行置乱的步骤包括：
在所述原始图像上选取一个原始点以及一个目标点；
根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到符合标准的置乱图像。
4.根据权利要求3所述的图像加密方法，其特征在于，所述Arnold变换公式为：
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<mtd>
<mi>y</mi>
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<mo>(</mo>
<mi>mod</mi>
<mi> </mi>
<mi>N</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，x、y为原始点的坐标；x′、y′为目标点的坐标；N为所述原始图像的阶数。
5.一种加密图像读取方法，其特征在于，包括：
根据陈氏混沌序列对目标图像进行解密，得到置乱图像，包括：根据解密算法公式对目标图像进行运算，得到置乱图像；若outi,j＞(M－1)×Hi,j′，则所述解密公式为：zhi,j＝outi,j－(M－1)×Hi,j；否则，所述解密公式为：zhi,j＝outi,j+(M－1)×(1-Hi,j)；zhi,j表示为置乱图像中坐标为(i，j)的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为(i，j)的像素值；所述混沌矩阵序列大小为M×M，是由第一混沌序列的元素与第二混沌序列的元素相乘的结果所组成；所述第一混沌序列长度为M，由陈氏混沌系统的任意一维产生的正整数；所述第二混沌序列长度为M，由陈氏混沌系统的另外一维产生；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为(i，j)的元素；Hi,j′＝(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)；Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值；
对所述置乱图像进行Arnold变换，得到原始图像。
6.根据权利要求5所述的加密图像读取方法，其特征在于，对所述置乱图像进行Arnold变换，得到原始图像的步骤包括：
在所述置乱图像上选取一个原始点以及一个目标点；
根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到原始图像；
若所述原始图像包含被填充的像素，则去除所述被填充的像素。
7.根据权利要求6所述的加密图像读取方法，其特征在于，所述Arnold变换公式为：
<mrow>
<mfenced open = "[" close = "]">
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<mo>=</mo>
<mfenced open = "[" close = "]">
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<mn>1</mn>
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<mn>2</mn>
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<mfenced open = "[" close = "]">
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<mtr>
<mtd>
<mi>x</mi>
</mtd>
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<mi>y</mi>
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</mtr>
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</mfenced>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>mod</mi>
<mi> </mi>
<mi>N</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，x、y为目标点的坐标；x′、y′为原始点的坐标；N为所述置乱图像的阶数。
8.一种图像加密装置，其特征在于，包括：
置乱模块，用于对原始图像进行Arnold变换，形成置乱图像；
加密模块，用于根据陈氏混沌序列对所述置乱图像加密，得到目的图像，包括：获取子模块，用于获取由陈氏混沌系统的任意一维产生的长度为M的第一混沌序列，以及由其另外一维产生的长度为M的第二混沌序列；乘法子模块，用于循环从所述第一混沌序列以及所述第二混沌序列中分别取出一个元素进行相乘，并将相乘结果进行排列，直至组成大小为M×M的混沌矩阵序列；替换子模块，用于根据公式Hi,j′＝(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)，替换所述混沌矩阵序列中的元素，得到目的矩阵；其中，Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为(i，j)的元素；Hi,j′为替代Hi,j的元素；M为正整数；运算子模块，用于根据加密算法公式将所述置乱图像与所述目的矩阵进行运算，得到目的图像；
所述加密算法公式为：
outi,j＝[zhi,j+(M-1)×H′i,j]％(M-1)；
其中，zhi,j表示为置乱图像中坐标为(i，j)的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为(i，j)的像素值。
9.根据权利要求8所述的图像加密装置，其特征在于，所述置乱模块包括：
判断子模块，用于判断所述原始图像是否为正方形；若所述原始图像不为正方形，则对该原始图像进行像素填充，使其达到正方形形状；
置乱子模块，用于根据Arnold变换公式对所述原始图像进行置乱。
10.根据权利要求9所述的图像加密装置，其特征在于，所述置乱子模块具体用于：
在所述原始图像上选取一个原始点以及一个目标点；
根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到符合标准的置乱图像。
11.一种加密图像读取装置，其特征在于，包括：
解密模块，用于根据陈氏混沌序列对目标图像进行解密，得到置乱图像，包括：根据解密算法公式对目标图像进行运算，得到置乱图像；若outi,j＞(M－1)×Hi,j′，则所述解密公式为：zhi,j＝outi,j－(M－1)×Hi,j；否则，所述解密公式为：zhi,j＝outi,j+(M－1)×(1-Hi,j)；zhi,j表示为置乱图像中坐标为(i，j)的像素值；outi,j表示为目的图像中坐标为(i，j)的像素值；所述混沌矩阵序列大小为M×M，是由第一混沌序列的元素与第二混沌序列的元素相乘的结果所组成；所述第一混沌序列长度为M，由陈氏混沌系统的任意一维产生的正整数；所述第二混沌序列长度为M，由陈氏混沌系统的另外一维产生；Hi,j为所述混沌矩阵序列中坐标为(i，j)的元素；Hi,j′＝(Hi,j－Hmin)/(Hmax－Hmin)；Hmax为所述混沌矩阵序列中的最大值；Hmin为所述混沌矩阵序列中的最小值；
恢复模块，用于对所述置乱图像进行Arnold变换，得到原始图像。
12.根据权利要求11所述的加密图像读取装置，其特征在于，所述恢复模块包括：
第一选取子模块，用于在所述置乱图像上选取一个原始点以及一个目标点；
第一替换子模块，用于根据Arnold变换公式将所述原始点的灰度值或者RGB颜色值替换到所述目标点中；
第二选取子模块，用于将所述目标点作为新的原始点，并选取一个新的目标点；
第二替换子模块，用于根据所述Arnold变换公式将当前原始点的被替换前的灰度值或者RGB颜色值替换到当前目标点中，直至得到原始图像；
去除模块，用于若所述原始图像包含被填充的像素，则去除所述被填充的像素。
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