CN105719223A - 一种批量图像加密方法、解密方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种批量图像加密方法，首先对每个图像文件进行拆分，然后将根据图像格式信息分为共性描述信息、个性描述信息和数据信息，并对这三类信息分别存储并设置索引，将所有数据打包生成加密图形文件，本方案通过重新定义图像信息的描述方式，形成一种加密方式，可以更好的实现对图像的优化存储，对于共用图像的共性描述信息，可以只存储一份，保留图像的个性描述信息和图像数据信息。不仅可以显著地降低存储开销还简化了数据加密的复杂度，无需复杂的算法支持，且解密方便，只要知道了加密规则，容易实现解码，降低了加密时出现乱码的几率，是一种简单、方便、快捷、减少存储空间的加密方式。同时本申请还提供相应的解密方法。

Description

一种批量图像加密方法、解密方法及系统

技术领域

本发明涉及一种图像处理方法，具体地说是一种图像压缩存储方法及装置。

背景技术

数字图像是由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际的画面产生的图像。数字图像是由一系列排列有序的像素组成的，用数字描述像素点、强度和颜色。数字图像的描述信息文件存储量较大。在计算机中常用的存储格式有：BMP、TIFF、EPS、JPEG、GIF、PSD、PDF等格式。

随着越来越多的信息以图像格式进行存储和流通，信息安全日渐重要，这就要求对承载信息的图像进行加密以保证信息的安全，同时要有相应的解密方法保证解密还原之后的图像保持原加密前图像的数据精度。一般，图像加密方法都是针对图像的数据进行直接的变换达到加密目的，实际操作中一般先将二维图像转换成一维数据，再采用传统加密算法进行加密。

现有的数字图像加密技术普遍采用的是将数字图像的数据部分施以数学变换达到加密目的，此过程涉及复杂的秘钥生成算法，不仅需要较高的专业知识背景，还由于秘钥生成的方法复杂，在解密时易出现乱码等情况，阻碍了图像加密技术的推广使用。

此外，对于批量图像加密，由于数据量大，还存在加密是数据处理慢、耗时长、占用存储空间大的问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的图像加密方法采用数学变换，复杂且难于推广的问题，从而提出一种简单、方便、易于实现的批量图像加密方法、解密方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种批量图像压缩存储方法和装置。

一种批量图像加密方法，其特征在于，包括：

根据图像格式结构对批量图像文件进行拆分，提取图像的描述信息和数据信息；

将所述描述信息分为共性描述信息和个性描述信息，所述共性描述信息是指批量图像中可共用的描述信息，个性描述信息是指每个图像独有的描述信息；

将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引；

将所有数据打包生成加密图像文件。

优选地，将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引的过程，包括

根据自定义结构进行存储，所述自定义结构包括：结构的头信息块、图像的共性描述信息块、个性描述信息块和图像数据信息块；所述结构的头信息块包括结构本身的标识以及该结构中的索引结构信息；所述索引结构信息包括图像的共性描述信息的索引和其字节偏移量、图像的个性描述信息的索引和其字节偏移量。

优选地，将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引的过程，包括

将所述共性描述信息存储在共性描述信息块中；

将图像数据信息存储在图像数据信息块中；

将所述个性描述信息、对应图像的索引和对应图像数据信息在图像数据信息块中的偏移量构成三元组存储在个性描述信息块中。

优选地，图像的所述共性描述信息包括调色板，所述个性描述信息包括图像的宽、高、位深、分辨率、通道数、压缩方法。

本发明还提供一种批量图像解密方法，包括如下过程：

根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像共性描述信息索引和偏移字节数读取共性描述信息；

根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像个性描述信息索引和偏移字节数读取个性描述信息；

根据个性描述信息中记录的对应图像信息在图像数据信息块中的偏移量提取图像的数据信息；

将共性描述信息、个性描述信息和图像数据信息组合还原为原始图像。

本发明还提供一种批量图像加密系统，包括：

拆分单元：根据图像格式结构对批量图像文件进行拆分，提取图像的描述信息和数据信息；

分类单元：将所述描述信息分为共性描述信息和个性描述信息，所述共性描述信息是指批量图像中可共用的描述信息，个性描述信息是指每个图像独有的描述信息；

存储单元：将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引；

加密单元：将所有数据打包生成加密图像文件。

优选地，存储单元包括

结构定义单元：根据自定义结构进行存储，所述自定义结构包括：结构的头信息块、图像的共性描述信息块、个性描述信息块和图像数据信息块；所述结构的头信息块包括结构本身的标识以及该结构中的索引结构信息；所述索引结构信息包括图像的共性描述信息的索引和其字节偏移量、图像的个性描述信息的索引和其字节偏移量。

优选地，存储单元包括

共性描述信息存储单元：将所述共性描述信息存储在共性描述信息块中；

数据信息存储单元：将图像数据信息存储在图像数据信息块中；

个性描述信息存储单元：将所述个性描述信息、对应图像的索引和对应图像数据信息在图像数据信息块中的偏移量构成三元组存储在个性描述信息块中。

优选地，图像的所述共性描述信息包括调色板，所述个性描述信息包括图像的宽、高、位深、分辨率、通道数、压缩方法。

本发明还提供一种批量图像解密系统，包括：

共性描述信息读取单元：根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像共性描述信息索引和偏移字节数读取共性描述信息；

个性描述信息读取单元：根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像个性描述信息索引和偏移字节数读取个性描述信息；

数据信息读取单元：根据个性描述信息中记录的对应图像信息在图像数据信息块中的偏移量提取图像的数据信息；

还原单元：将共性描述信息、个性描述信息和图像数据信息组合还原为原始图像。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，

在此背景下本文提出了一种加密方法简单易懂，安全度较高的基于图像结构的加解密方法

(1)本发明提供一种批量图像加密方法，首先对每个图像文件进行拆分，然后将根据图像格式信息分为共性描述信息、个性描述信息和数据信息，并对这三类信息分别存储并设置索引，将所有数据打包生成加密图形文件，本方案通过重新定义图像信息的描述方式，形成一种加密方式，可以更好的实现对图像的优化存储，对于共用图像的共性描述信息，可以只存储一份，保留图像的个性描述信息和图像数据信息。不仅可以显著地降低存储开销还简化了数据加密的复杂度，无需复杂的算法支持，且解密方便，只要知道了加密规则，容易实现解码，降低了加密时出现乱码的几率，是一种简单、方便、快捷、减少存储空间的加密方式。

(2)本发明中的批量图像加密方法，通过自定义的结构对数据进行存储，此处还可以使用其他的自定义的结构方式，通过自定义的方式可以变换加密规则，提高了安全性。

(3)本实施例中还提供一种解密方法，通过索引提取个性描述信息、图形数据信息以及图像共性描述信息，合并后还原为原始图像，还原方式简单，易于实现。

(4)本实施例中还提供一种批量图像加密系统，包括拆分单元、分类单元、存储单元、加密单元，通过重新定义图像信息的描述方式，形成一种加密方式，可以更好的实现对图像的优化存储，不仅可以显著地降低存储开销还简化了数据加密的复杂度，无需复杂的算法支持，且解密方便，是一种简单、方便、快捷、减少存储空间的加密方式。

(5)本实施例中还提供一种批量图像解密系统，包括共性描述信息读取单元、个性描述信息读取单元、数据信息读取单元和还原单元，通过与加密方法相逆的提取和组合过程，完成对图像的解密，可以方便、快捷、准确的实现解码。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明实施例1的批量图像加密方法的流程图；

图2是本发明实施例3的批量图像解密的流程图。

图3是本发明实施例4的批量图像加密方法的流程图；

图4是本发明实施例4的解密流程图；

图5是本发明实施例6的批量图像加密系统的结构框图；

图6是本发明实施例7的批量图像解密系统的结构框图。

具体实施方式

实施例1：

本实施例中提供一种批量图像加密方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1、根据图像格式结构对批量图像文件进行拆分，提取图像的描述信息和数据信息。拆分图像时根据图像的格式结构拆分出图像的描述信息和数据信息，描述信息中包括特征描述信息、颜色描述信息等等。

S2、将所述描述信息分为共性描述信息和个性描述信息，所述共性描述信息是指批量图像中可共用的描述信息，比如有调色板的图像可以共用同一个调色板，个性描述信息是指每个图像独有的描述信息，比如图像的宽、高、位深、分辨率、通道数等。

S3、将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引。分配索引并存储上述数据可以根据已经定义好的结构信息存储图像，此处本领域的技术人员可以根据需要来选择所需的结构进行存储。

S4、将所有数据打包生成加密图像文件。

本实施例中的方案通过重新定义图像信息的描述方式，形成一种加密方式，可以更好的实现对图像的优化存储，对于共用图像的共性描述信息，可以只存储一份，保留图像的个性描述信息和图像数据信息。不仅可以显著地降低存储开销还简化了数据加密的复杂度，无需复杂的算法支持，且解密方便，只要知道了加密规则，容易实现解码，降低了加密时出现乱码的几率，是一种简单、方便、快捷、减少存储空间的加密方式。

实施例2：

本实施例中提供一种批量图像加密方法，包括如下步骤：

S1、根据图像格式结构对批量图像文件进行拆分，提取图像的描述信息和数据信息。

S2、将所述描述信息分为共性描述信息和个性描述信息，所述共性描述信息是指批量图像中可共用的描述信息，如调色板；个性描述信息是指每个图像独有的描述信息，包括图像的宽、高、位深、分辨率、通道数、压缩方法等。

S3、将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引。

本实施例中，根据自定义结构进行存储，所述自定义结构包括：结构的头信息块、图像的共性描述信息块、个性描述信息块和图像数据信息块；所述结构的头信息块包括结构本身的标识以及该结构中的索引结构信息；所述索引结构信息包括图像的共性描述信息的索引和其字节偏移量、图像的个性描述信息的索引和其字节偏移量。

定义好上述结构后，将所述共性描述信息存储在共性描述信息块中；将图像数据信息存储在图像数据信息块中。将所述个性描述信息、对应图像的索引和对应图像数据信息在图像数据信息块中的偏移量构成三元组存储在个性描述信息块中。偏移量是指该数据开始的字节位置，通过偏移量来表示数据存储的位置。

S4、将所有数据打包生成加密图像文件。

本实施例中的批量图像加密方法，通过自定义的结构对数据进行存储，此处还可以使用其他的自定义的结构方式，通过自定义的方式可以变换加密规则，提高了安全性。

实施例3：

本实施例中提供一种批量图像解密方法，如图2所示，包括如下步骤：

S21、根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像共性描述信息索引和偏移字节数读取共性描述信息；

S22、根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像个性描述信息索引和偏移字节数读取个性描述信息；

S23、根据个性描述信息中记录的对应图像信息在图像数据信息块中的偏移量提取图像的数据信息；

S24、将共性描述信息、个性描述信息和图像数据信息组合还原为原始图像。

本实施例中的解密算法，通过索引提取个性描述信息、图形数据信息以及图像共性描述信息，合并后还原为原始图像，还原方式简单，易于实现。

实施例4：

本实施例提供一种基于自定义结构的批量数字图像加密、解密方法。该图像加密过程包括拆分图像，提取图像共性描述信息，提取图像个性描述信息，分配索引并存储图像数据，如附图3所示。具体过程如下：

首先，拆分图像是根据具体的图像的格式结构拆分出图像的描述信息和和图像数据信息，描述信息中包含了特征描述信息，颜色描述信息。

然后，提取图像共性描述信息，是指提取批量图像中图像的共性部分，比如有调色板的多幅图像可以共用同一调色板，则把此调色板信息作为共用描述信息保存。

并且，提取图像的个性描述信息，是指每个图像独有的描述信息，比如图像的宽、高、位深、分辨率、通道数、压缩方法等。

然后，分配索引并存储图像数据，是指根据已定义的自定义结构存储图像。本实施例中的自定义结构包括：结构的头信息块，图像的共性描述信息块，图像的个性描述信息块和图像数据块四部分内容，

结构的头信息包括该结构本身的标识(如自定义格式)、该结构中的索引结构信息。索引结构由两部分组成：图像共性描述信息的索引和其字节偏移量；图像个性描述信息的索引和其字节偏移量。

上述步骤中得到的图像的共性描述信息、个性描述信息和图像数据分别按照索引规则存储在图像的共性描述信息块、图像的个性描述信息块和图像数据块中。

需要注意的是，本实施例中的自定义结构并非本文定义的一种结构，是一种规范，符合本规范的结构都可包含于本发明权利范围内。

图像解密过程是包括根据索引提取图像的个性描述信息、图像数据信息，然后与图像共性描述信息合并还原图像完成解密。如附图4所示。

实施例5：

本实施例中以常见的16色位图为例来说明本发明的实施方式。

在对批量16色bmp图像使用本发明提出的加密方法进行加密时，首先定义自定义结构，如定义该结构扩展名称为bmpc命名为位图包结构，以下详细定义该位图包结构。

1.结构头信息中标识该结构的标识符为’BMPC’，索引结构中包含：图像共性描述信息索引0和字节偏移量；图像个性描述信息索引1和字节偏移量。字节偏移量标识出数据开始的字节位置，因此通过字节偏移量可以获得图像个性描述信息开始的位置和图像共性描述信息开始的位置。

2.图像共性描述信息定义为数字图像的位深和调色板。

3.图像个性描述信息为图像中除位深和调色板信息以外的描述信息，如：宽、高、分辨率、压缩方法等。

4.图像数据为每幅图像的真实数据。

以上为自定义的位图包结构，完成结构定义之后按照加密流程对图像进行加密，具体步骤如下：

首先，对图像数据进行拆分，得到图像的描述信息和数据信息。并将数字图像的位深和调色板为图像共性描述信息；将图像中除位深和调色板信息以外的描述信息，如：宽、高、分辨率、压缩方法等作为图像个性描述信息。

然后，建立调色板信息并将其与图像位深分别写入位图包中图像共性描述信息对应位置，对输入的批量位图图像提取调色板信息扩充上文建立的调色板，直至此调色板可以描述所有输入图像的颜色信息。

并且，针对提取的每幅图像的个性描述信息，按照位图图像规定的结构提取，与代表此图像的索引和此图像数据在包中图像数据区块的偏移量构成一个三元组写入位图包的图像个性描述信息区块的对应位置。此处的三元组标识了个性描述信息、其对应的图像、以及该图像中数据信息存储的位置

然后，将每幅图像的图像数据提取出来按照此图像的个性描述信息块中的三元组写入位图包中图像数据区块的相应位置。

最后将生成的BMPC文件打包生成加密图像文件。

在解密该图像文件时，首先根据头信息索引结构中记录的图像共性描述信息索引和偏移字节数读取共性描述信息和个性描述信息，然后根据个性描述信息块中记录的三元组信息在图像信息区块的相应位置提取图像的数据信息，最后将共性描述信息、个性描述信息和图像数据按个性描述信息中的图像格式组合，还原为原始图像完成解密过程。

实施例6：

本实施例中提供一种批量图像加密系统，如图5所示，包括：

拆分单元11：根据图像格式结构对批量图像文件进行拆分，提取图像的描述信息和数据信息；

分类单元12：将所述描述信息分为共性描述信息和个性描述信息，所述共性描述信息是指批量图像中可共用的描述信息，个性描述信息是指每个图像独有的描述信息；

存储单元13：将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引；

加密单元14：将所有数据打包生成加密图像文件。

本实施例中，存储单元包括

结构定义单元：根据自定义结构进行存储，所述自定义结构包括：结构的头信息块、图像的共性描述信息块、个性描述信息块和图像数据信息块；所述结构的头信息块包括结构本身的标识以及该结构中的索引结构信息；所述索引结构信息包括图像的共性描述信息的索引和其字节偏移量、图像的个性描述信息的索引和其字节偏移量。

存储单元还包括：

共性描述信息存储单元：将所述共性描述信息存储在共性描述信息块中；

数据信息存储单元：将图像数据信息存储在图像数据信息块中；

个性描述信息存储单元：将所述个性描述信息、对应图像的索引和对应图像数据信息在图像数据信息块中的偏移量构成三元组存储在个性描述信息块中。

本实施例中，图像的所述共性描述信息包括调色板，所述个性描述信息包括图像的宽、高、位深、分辨率、通道数、压缩方法。

本实施例中的批量图像加密系统，包括拆分单元、分类单元、存储单元、加密单元，通过重新定义图像信息的描述方式，形成一种加密方式，可以更好的实现对图像的优化存储，不仅可以显著地降低存储开销还简化了数据加密的复杂度，无需复杂的算法支持，且解密方便，是一种简单、方便、快捷、减少存储空间的加密方式。

实施例7：

一种批量图像解密系统，如图6所示包括：

共性描述信息读取单元：根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像共性描述信息索引和偏移字节数读取共性描述信息；

个性描述信息读取单元：根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像个性描述信息索引和偏移字节数读取个性描述信息；

数据信息读取单元：根据个性描述信息中记录的对应图像信息在图像数据信息块中的偏移量提取图像的数据信息；

还原单元：将共性描述信息、个性描述信息和图像数据信息组合还原为原始图像。

本实施例中的批量图像解密系统，包括共性描述信息读取单元、个性描述信息读取单元、数据信息读取单元和还原单元，通过与加密方法相逆的提取和组合过程，完成对图像的解密，可以方便、快捷、准确的实现解码。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

Claims (10)

1.一种批量图像加密方法，其特征在于，包括：

根据图像格式结构对批量图像文件进行拆分，提取图像的描述信息和数据信息；

将所述描述信息分为共性描述信息和个性描述信息，所述共性描述信息是指批量图像中可共用的描述信息，个性描述信息是指每个图像独有的描述信息；

将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引；

将所有数据打包生成加密图像文件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引的过程，包括

根据自定义结构进行存储，所述自定义结构包括：结构的头信息块、图像的共性描述信息块、个性描述信息块和图像数据信息块；所述结构的头信息块包括结构本身的标识以及该结构中的索引结构信息；所述索引结构信息包括图像的共性描述信息的索引和其字节偏移量、图像的个性描述信息的索引和其字节偏移量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引的过程，包括

将所述共性描述信息存储在共性描述信息块中；

将图像数据信息存储在图像数据信息块中；

将所述个性描述信息、对应图像的索引和对应图像数据信息在图像数据信息块中的偏移量构成三元组存储在个性描述信息块中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，图像的所述共性描述信息包括调色板，所述个性描述信息包括图像的宽、高、位深、分辨率、通道数、压缩方法。

5.一种批量图像解密方法，其特征在于，包括如下过程：

根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像共性描述信息索引和偏移字节数读取共性描述信息；

根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像个性描述信息索引和偏移字节数读取个性描述信息；

根据个性描述信息中记录的对应图像信息在图像数据信息块中的偏移量提取图像的数据信息；

将共性描述信息、个性描述信息和图像数据信息组合还原为原始图像。

6.一种批量图像加密系统，其特征在于，包括：

拆分单元：根据图像格式结构对批量图像文件进行拆分，提取图像的描述信息和数据信息；

分类单元：将所述描述信息分为共性描述信息和个性描述信息，所述共性描述信息是指批量图像中可共用的描述信息，个性描述信息是指每个图像独有的描述信息；

存储单元：将所述数据信息、个性描述信息、共性描述信息存储并设置索引；

加密单元：将所有数据打包生成加密图像文件。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，存储单元包括

结构定义单元：根据自定义结构进行存储，所述自定义结构包括：结构的头信息块、图像的共性描述信息块、个性描述信息块和图像数据信息块；所述结构的头信息块包括结构本身的标识以及该结构中的索引结构信息；所述索引结构信息包括图像的共性描述信息的索引和其字节偏移量、图像的个性描述信息的索引和其字节偏移量。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，存储单元包括

共性描述信息存储单元：将所述共性描述信息存储在共性描述信息块中；

数据信息存储单元：将图像数据信息存储在图像数据信息块中；

个性描述信息存储单元：将所述个性描述信息、对应图像的索引和对应图像数据信息在图像数据信息块中的偏移量构成三元组存储在个性描述信息块中。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，图像的所述共性描述信息包括调色板，所述个性描述信息包括图像的宽、高、位深、分辨率、通道数、压缩方法。

10.一种批量图像解密系统，其特征在于，包括：

共性描述信息读取单元：根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像共性描述信息索引和偏移字节数读取共性描述信息；

个性描述信息读取单元：根据头信息块中的索引结构信息中记录的图像个性描述信息索引和偏移字节数读取个性描述信息；

数据信息读取单元：根据个性描述信息中记录的对应图像信息在图像数据信息块中的偏移量提取图像的数据信息；

还原单元：将共性描述信息、个性描述信息和图像数据信息组合还原为原始图像。