CN110532793B - 图像加密方法、图像加密装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了图像加密方法、图像加密装置、电子设备及可读存储介质，基于获取到的待加密图像，构建待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵；生成与待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵；基于第一三元数矩阵与第一随机实数矩阵，确定待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；基于第二三元数矩阵与第二随机实数矩阵，确定表示待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。通过三元数矩阵来表示彩色图像，并结合随机生成的与所述彩色图像尺寸相同的随机实数矩阵，通过所述待加密图像的三元数矩阵以及随机实数矩阵，来对所述待加密图像进行加密，在减少计算量的同时，还能够提高图像加密的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及图像处理技术领域，尤其是涉及图像加密方法、图像加密装置、电子设备及可读存储介质。
背景技术
随着计算机通信技术的不断发展，越来越多的人通过网络进行沟通，每天都有大量的图片在网络中传输。但是往往图像中会包含许多的个人隐私，例如，人脸、虹膜、指纹等。因此，为了保证图像中内容的安全，往往需要对图像进行加密处理。
针对于彩色图像来说，目前为了实现对彩色图像加密处理，基于四元数离散Fourier变换、四元数Gyrator变换和多参数分数阶四元数Fourier变换的彩色图像加密方法使用较为广泛，但是采用四元数矩阵表示彩色图像，计算的数据量较大并且需要较大的数据存储空间。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供的图像加密方法、图像加密装置、电子设备及可读存储介质方法，通过三元数矩阵来表示彩色图像，并结合随机生成的与所述彩色图像尺寸相同的随机实数矩阵，通过所述待加密图像的三元数矩阵以及随机实数矩阵，来对所述待加密图像进行加密，在减少计算量的同时，还能够提高图像加密的安全性。
本申请实施例提供了一种图像加密方法，所述图像加密方法包括：
基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵；
生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵；
基于所述第一三元数矩阵与所述第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；
基于所述第二三元数矩阵与所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
进一步的，所述基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵，包括：
分别获取所述待加密图像的红色通道图像、蓝色通道图像以及绿色通道图像；
基于所述红色通道图像的像素值、所述蓝色通道图像的像素值以及所述绿色通道图像的像素值，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵。
进一步的，所述基于所述第一三元数矩阵与所述第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵，包括：
获取与所述第一随机实数矩阵对应的第一预设参数；
基于所述第一随机实数矩阵与所述第一预设参数，计算得到所述待加密图像的第一相位掩模矩阵；
基于所述第一三元数矩阵以及所述第一相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第一中间变换矩阵；
对所述第一中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶变换，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵。
进一步的，所述图像加密方法通过以下公式计算所述第一相位掩模矩阵：
P1＝cos(M1)+(icosθ1+jsinθ1)sin(M1)；
其中，P1为所述第一相位掩模矩阵，M1为所述第一随机实数矩阵，θ1为所述第一预设参数，i、j表示虚部分量。
进一步的，所述图像加密方法通过以下公式计算所述第一中间变换矩阵：
D(x,y)＝ft(x,y)*P1；
其中，D(x,y)为所述第一中间变换矩阵，ft(x,y)为所述第一三元数矩阵，P1为所述第一相位掩模矩阵。
进一步的，所述基于所述第二三元数矩阵与所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵，包括：
获取所述第二随机实数矩阵对应的第二预设参数；
基于所述第二随机实数矩阵与所述第二预设参数，计算得到所述待加密图像的第二相位掩模矩阵；
基于所述第二三元数矩阵以及所述第二相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第二中间变换矩阵；
对所述第二中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶逆变换，得到表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
进一步的，所述图像加密方法通过以下公式计算所述第二相位掩模矩阵：
P2＝cos(M2)+(icosθ2+jsinθ2)sin(M2)；
其中，P2为所述第二相位掩模矩阵，M2为所述第二随机实数矩阵，θ2为所述第二预设参数，i、j表示虚部分量。
进一步的，所述图像加密方法通过以下公式计算所述第二中间变换矩阵：
D(u,v)＝F(u,v)*P2；
其中，D(u,v)为所述第二中间变换矩阵，F(u,v)为所述第二三元数矩阵，P2为所述第二相位掩模矩阵。
本申请实施例还提供了一种图像法加密装置，所述图像法加密装置包括：
矩阵构建模块，用于基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵；
矩阵生成模块，用于生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵；
第一矩阵确定模块，用于基于所述矩阵构建模块构建的第一三元数矩阵与所述矩阵生成模块生成的第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；
第二矩阵确定模块，用于基于所述第一矩阵确定模块确定的第二三元数矩阵与所述矩阵生成模块生成的第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
进一步的，所述矩阵构建模块包括：
获取单元，用于分别获取所述待加密图像的红色通道图像、蓝色通道图像以及绿色通道图像；
构建单元，用于基于所述获取单元获取的红色通道图像的像素值、所述获取单元获取的蓝色通道图像的像素值以及所述获取单元获取的绿色通道图像的像素值，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵。
进一步的，所述第一矩阵确定模块用于：
获取与所述第一随机实数矩阵对应的第一预设参数；
基于所述第一随机实数矩阵与所述第一预设参数，计算得到所述待加密图像的第一相位掩模矩阵；
基于所述第一三元数矩阵以及所述第一相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第一中间变换矩阵；
对所述第一中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶变换，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵。
进一步的，所述第一矩阵确定模块通过以下公式计算所述第一相位掩模矩阵：
P1＝cos(M1)+(icosθ1+jsinθ1)sin(M1)；
其中，P1为所述第一相位掩模矩阵，M1为所述第一随机实数矩阵，θ1为所述第一预设参数，i、j表示虚部分量。
进一步的，所述第一矩阵确定模块通过以下公式计算所述第一中间变换矩阵：
D(x,y)＝ft(x,y)*P1；
其中，D(x,y)为所述第一中间变换矩阵，ft(x,y)为所述第一三元数矩阵，P1为所述第一相位掩模矩阵。
进一步的，所述第二矩阵确定模块用于：
获取所述第二随机实数矩阵对应的第二预设参数；
基于所述第二随机实数矩阵与所述第二预设参数，计算得到所述待加密图像的第二相位掩模矩阵；
基于所述第二三元数矩阵以及所述第二相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第二中间变换矩阵；
对所述第二中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶逆变换，得到表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
进一步的，所述第二矩阵确定模块通过以下公式计算所述第二相位掩模矩阵：
P2＝cos(M2)+(icosθ2+jsinθ2)sin(M2)；
其中，P2为所述第二相位掩模矩阵，M2为所述第二随机实数矩阵，θ2为所述第二预设参数，i、j表示虚部分量。
进一步的，所述第二矩阵确定模块通过以下公式计算所述第二中间变换矩阵：
D(u,v)＝F(u,v)*P2；
其中，D(u,v)为所述第二中间变换矩阵，F(u,v)为所述第二三元数矩阵，P2为所述第二相位掩模矩阵。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的图像加密方法的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述的图像加密方法的步骤。
本申请实施例提供的图像的加密方法、图像加密装置、电子设备及可读存储介质，基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵；生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵；基于所述第一三元数矩阵与所述第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；基于所述第二三元数矩阵与所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
这样，本申请通过三元数矩阵来表示彩色图像，并结合随机生成的与所述彩色图像尺寸相同的随机实数矩阵，通过所述待加密图像的三元数矩阵以及随机实数矩阵，来对所述待加密图像进行加密，在减少计算量的同时，还能够提高图像加密的安全性。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一种可能的应用场景下的系统架构图；
图2为本申请实施例所提供的一种图像加密方法的流程图；
图3为本申请另一实施例所提供的一种图像加密方法的流程图；
图4为本申请实施例所提供的一种图像加密装置的结构示意图；
图5为图4中矩阵构建模块的结构示意图；
图6为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。
首先，对本申请可适用的应用场景进行介绍。本申请可应用于图像处理技术领域，获取待加密的彩色图像，基于获取到的待加密的彩色图像构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵，同时生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵，并基于所述第一三元数矩阵、所述第一随机实数矩阵以及所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像加密后的密文图像的第三三元数矩阵。请参阅图1，图1为一种可能的应用场景下的系统架构图。如图1中所示，所述系统包括图像存储装置和图像加密装置，所述图像加密装置能够从所述图像存储装置中获取待加密的图像，基于所述待加密图像，构架所述待加密图像的第一三元数矩阵，并生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵，基于所述第一三元数矩阵以及所述第一三元数矩阵，确定所述待加密图像的第二三元数矩阵，并通过所述待加密图像的第二三元数矩阵以及所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
经研究发现，目前针对于彩色图像加密而言，基于四元数离散Fourier变换、四元数Gyrator变换和多参数分数阶四元数Fourier变换的彩色图像加密方法使用较为广泛，但是采用四元数矩阵表示彩色图像并对彩色图像进行加密，往往需要计算的数据量较大并且需要较大的数据存储空间。
基于此，本申请实施例提供了一种图像加密方法，通过三元数矩阵来表示彩色图像，并结合随机生成的与所述彩色图像尺寸相同的随机实数矩阵，通过所述待加密图像的三元数矩阵以及随机实数矩阵，来对所述待加密图像进行加密，在减少计算量的同时，还能够提高图像加密的安全性。
请参阅图2，图2为本申请实施例所提供的一种图像加密方法的流程图。如图2中所示，本申请实施例提供的图像加密方法，包括：
步骤201、基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵。
该步骤中，获取待加密图像，基于获取到的所述待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵。
这里，所述待加密图像为彩色图像。
步骤202、生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵。
该步骤中，根据所述待加密图像的尺寸大小，随机生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵。
具体的，若所述待加密图像的尺寸大小256*256，则随机生成所述第一随机实数矩阵以及所述第二随机实数矩阵的大小同样为256*256。
其中，所述第一随机实数矩阵以及所述第二随机实数矩阵中的数值范围为0～1。
步骤203、基于所述第一三元数矩阵与所述第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵。
该步骤中，基于构建好的所述第一三元数矩阵以及随机生成的所述第一随机实数矩阵，通过计算以及空间域与频域之间的变换确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵。
其中，所述第一随机实数矩阵中的数值范围为0～1。
步骤204，基于所述第二三元数矩阵与所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
该步骤中，基于确定出的所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵以及随机生成的所述第二随机实数矩阵，通过计算以及频域与空间域之间的变换，确定所述待加密图像在空间域中表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
其中，所述第二随机实数矩阵中的数值范围为0～1。
本申请实施例提供的图像加密方法，基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵；生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵；基于所述第一三元数矩阵与所述第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；基于所述第二三元数矩阵与所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
这样，本申请通过三元数矩阵来表示彩色图像，并结合随机生成的与所述彩色图像尺寸相同的随机实数矩阵，通过所述待加密图像的三元数矩阵以及随机实数矩阵，来对所述待加密图像进行加密，在减少计算量的同时，还能够提高图像加密的安全性。
请参阅图3，图3为本申请另一实施例提供的图像加密方法的流程图。如图3中所示，本申请实施例提供的图像加密方法，包括：
步骤301、分别获取所述待加密图像的红色通道图像、蓝色通道图像以及绿色通道图像。
该步骤中，基于获取到的彩色的所述待加密图像，分别获取所述待加密图像的红色通道(Red，R)图像，所述待加密图像的蓝色通道(Blue，B)图像以及所述待加密图像的绿色通道(Green，G)图像。
步骤302、基于所述红色通道图像的像素值、所述蓝色通道图像的像素值以及所述绿色通道图像的像素值，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵。
该步骤中，基于获取到的所述红色通道图像中的像素值、所述蓝色通道图像中的像素值以及所述绿色通道图像中的像素值，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵。
具体的，通过以下公式构建所述待加密图像的第一三元数矩阵：
ft(x,y)＝fR(x,y)+ifG(x,y)+jfB(x,y)；
其中，i、j表示虚部分量，且满足i2＝j，ij＝ji＝-1，j2＝-i；fR(x,y)为所述待加密图像红色通道图像；fG(x,y)为所述待加密图像绿色通道图像；fB(x,y)为所述待加密图像蓝色通道图像；(x,y)表示所述待加密图像在空间域中的坐标，在空间域中每个坐标对应的坐标点处的数值，为所述待加密图像在不同颜色通道时的像素值。
其中，在本申请实施例中，R通道图像为实部分量，G、B通道图像为虚部分量，在其他实施例中R通道图像可以为虚部分量，G、B通道图像可以为实部分量，再此不做限制。
步骤303、生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵。
步骤304、基于所述第一三元数矩阵与所述第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；
步骤305、基于所述第二三元数矩阵与所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
其中，步骤303至步骤305的描述可以参照步骤202至步骤204的描述，并且能达到相同的技术效果，对此不做赘述。
进一步的，步骤304包括：获取与所述第一随机实数矩阵对应的第一预设参数；基于所述第一随机实数矩阵与所述第一预设参数，计算得到所述待加密图像的第一相位掩模矩阵；基于所述第一三元数矩阵以及所述第一相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第一中间变换矩阵；对所述第一中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶变换，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵。
该步骤中，获取生成的与所述第一随机实数矩阵对应的第一预设参数，基于所述第一随机实数矩阵以及所述第一预设参数，计算所述待加密图像的第一中间变换矩阵，并对得到的所述第一中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶变换，将所述待加密图像从空间域转换为频域，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵。
进一步的，通所述图像加密方法通过以下公式计算得到所述待加密图像的第一相位掩模矩阵：
P1＝cos(M1)+(icosθ1+jsinθ1)sin(M1)；
其中，当计算所述第一相位掩模矩阵时，P1为所述第一相位掩模矩阵，M1为所述第一随机实数矩阵，θ1为所述第一预设参数，i、j表示虚部分量，且满足i2＝j，ij＝ji＝-1，j2＝-i。
进一步的，所述图像加密方法，通过以下公式确定所述待加密图像的第一中间变换矩阵：
D(x,y)＝ft(x,y)*P1；
其中，D(x,y)表示所述待加密图像的第一中间变换矩阵，ft(x,y)所述待加密图像的第一三元数矩阵，P1为所述第一相位掩模矩阵。
进一步的，所述图像加密方法通过以下公式，对所述第一中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶变换：
其中，F(u,v)表示所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵，β1为第三预设参数，D(x,y)为所述第一中间变换矩阵，
为一个纯三元数，(x,y)表示所述待加密图像在空间域中的坐标，(u,v)表示所述待加密图像在频域中的坐标。
其中，所述第三预设参数β1是在进行离散三元数傅里叶变换之前获取的；M、N表示的是所述待加密图像的尺寸大小(即所述待加密图像的尺寸为M*N)，
进一步的，步骤305包括，获取所述第二随机实数矩阵对应的第二预设参数；基于所述第二随机实数矩阵与所述第二预设参数，计算得到所述待加密图像的第二相位掩模矩阵；基于所述第二三元数矩阵以及所述第二相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第二中间变换矩阵；对所述第二中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶逆变换，得到表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
该步骤中，获取生成的与所述第二随机实数矩阵对应的第二预设参数，基于所述第二随机实数矩阵以及所述第二预设参数，计算所述待加密图像的第二中间变换矩阵，并对得到的所述第二中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶逆变换，将所述待加密图像从频域转换回空间域，确定能够表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
进一步的，通所述图像加密方法通过以下公式计算得到所述待加密图像的第二相位掩模矩阵：
P2＝cos(M2)+(icosθ2+jsinθ2)sin(M2)；
其中，P2表示第二相位掩模矩阵，M2表示所述第二随机实数矩阵，θ2表示所述第二预设参数，i、j表示虚部分量，且满足i2＝j，ij＝ji＝-1，j2＝-i。
进一步的，所述图像加密方法，通过以下公式确定所述待加密图像的第二中间变换矩阵：
D(u,v)＝F(u,v)*P2；
其中，D(u,v)表示所述待加密图像的第二中间变换矩阵，F(u,v)所述待加密图像的第二三元数矩阵，P2为所述第二相位掩模矩阵。
进一步的，所述图像加密方法通过以下公式，对所述第二中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶逆变换：
其中，e(x,y)为表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵，β2为第四预设参数，D(u,v)为所述第二中间变换矩阵，
为一个纯三元数，(x,y)表示所述待加密图像在空间域中的坐标，(u,v)表示所述待加密图像在频域中的坐标。
其中，所述第四预设参数β2是在进行离散三元数傅里叶逆变换之前获取的；M、N表示的是所述待加密图像的尺寸大小(即所述待加密图像的尺寸为M*N)，
本申请实施例提供的图像加密方法，分别获取所述待加密图像的红色通道图像、蓝色通道图像以及绿色通道图像；基于所述红色通道图像的像素值、所述蓝色通道图像的像素值以及所述绿色通道图像的像素值，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵；生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵；基于所述第一三元数矩阵与所述第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；基于所述第二三元数矩阵与所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
这样，本申请通过获取待加密图像红色通道图像、蓝色通道图像以及绿色通道图像，通过构建三元数矩阵来表示彩色图像，并结合随机生成的与所述彩色图像尺寸相同的随机实数矩阵，通过所述待加密图像的三元数矩阵以及随机实数矩阵，来对所述待加密图像进行加密，在减少计算量的同时，还能够提高图像加密的安全性。
请参阅图4、图5，图4为本申请实施例所提供的一种图像加密装置的结构示意图，图5为图4中矩阵构建模块的结构示意图。如图4中所示，所述图像加密装置400包括：
矩阵构建模块410，用于基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵。
矩阵生成模块420，用于生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵。
第一矩阵确定模块430，用于基于所述矩阵构建模块410构建的第一三元数矩阵与所述矩阵生成模块420生成的第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵。
第二矩阵确定模块440，用于基于所述第一矩阵确定模块430确定的第二三元数矩阵与所述矩阵生成模块420生成的第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
进一步的，如图5所示，所述矩阵构建模块410包括：
获取单元411，用于分别获取所述待加密图像的红色通道图像、蓝色通道图像以及绿色通道图像。
构建单元412，用于基于所述获取单元411获取的红色通道图像的像素值、所述获取单元获取的蓝色通道图像的像素值以及所述获取单元获取的绿色通道图像的像素值，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵。
进一步的，所述第一矩阵确定模块430用于：
获取与所述第一随机实数矩阵对应的第一预设参数。
基于所述第一随机实数矩阵与所述第一预设参数，计算得到所述待加密图像的第一相位掩模矩阵。
基于所述第一三元数矩阵以及所述第一相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第一中间变换矩阵。
对所述第一中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶变换，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵。
进一步的，所述第一矩阵确定模块430通过以下公式计算所述第一相位掩模矩阵：
P1＝cos(M1)+(icosθ1+jsinθ1)sin(M1)；
其中，P1为所述第一相位掩模矩阵，M1为所述第一随机实数矩阵，θ1为所述第一预设参数，i、j表示虚部分量。
进一步的，所述第一矩阵确定模块430通过以下公式计算所述第一中间变换矩阵：
D(x,y)＝ft(x,y)*P1；
其中，D(x,y)为所述第一中间变换矩阵，ft(x,y)为所述第一三元数矩阵，P1为所述第一相位掩模矩阵。
进一步的，所述第二矩阵确定模块440用于：
获取所述第二随机实数矩阵对应的第二预设参数。
基于所述第二随机实数矩阵与所述第二预设参数，计算得到所述待加密图像的第二相位掩模矩阵。
基于所述第二三元数矩阵以及所述第二相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第二中间变换矩阵。
对所述第二中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶逆变换，得到表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
进一步的，所述第二矩阵确定模块440通过以下公式计算所述第二相位掩模矩阵：
P2＝cos(M2)+(icosθ2+jsinθ2)sin(M2)；
其中，当计算所述第二相位掩模时，P2为所述第二相位掩模矩阵，M2为所述第二随机实数矩阵，θ2为所述第二预设参数，i、j表示虚部分量。
进一步的，所述第二矩阵确定模块440通过以下公式计算所述第二中间变换矩阵：
D(u,v)＝F(u,v)*P2；
其中，D(u,v)为所述第二中间变换矩阵，F(u,v)为所述第二三元数矩阵，P2为所述第二相位掩模矩阵。
本申请实施例提供的图像加密装置，基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵；生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵；基于所述第一三元数矩阵与所述第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；基于所述第二三元数矩阵与所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
这样，本申请三元数矩阵来表示彩色图像，并结合随机生成的与所述彩色图像尺寸相同的随机实数矩阵，通过所述待加密图像的三元数矩阵以及随机实数矩阵，来对所述待加密图像进行加密，在减少计算量的同时，还能够提高图像加密的安全性。
请参阅图6，图6为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图6中所示，所述电子设备600包括处理器610、存储器620和总线630。
所述存储器620存储有所述处理器610可执行的机器可读指令，当电子设备600运行时，所述处理器610与所述存储器620之间通过总线630通信，所述机器可读指令被所述处理器610执行时，可以执行如上述图2以及图3所示方法实施例中的图像加密方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时可以执行如上述图2以及图3所示方法实施例中的图像加密方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种图像加密方法，其特征在于，所述图像加密方法包括：
基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵；
生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵；
基于所述第一三元数矩阵与所述第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；
基于所述第二三元数矩阵与所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵；
所述基于所述第一三元数矩阵与所述第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵，包括：
获取与所述第一随机实数矩阵对应的第一预设参数；
基于所述第一随机实数矩阵与所述第一预设参数，计算得到所述待加密图像的第一相位掩模矩阵；
基于所述第一三元数矩阵以及所述第一相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第一中间变换矩阵；
对所述第一中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶变换，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；
所述图像加密方法通过以下公式计算所述第一相位掩模矩阵：
P1＝cos(M1)+(icosθ1+jsinθ1)sin(M1)；
其中，P1为所述第一相位掩模矩阵，M1为所述第一随机实数矩阵，θ1为所述第一预设参数，i、j表示虚部分量。
2.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，所述基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵，包括：
分别获取所述待加密图像的红色通道图像、蓝色通道图像以及绿色通道图像；
基于所述红色通道图像的像素值、所述蓝色通道图像的像素值以及所述绿色通道图像的像素值，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵。
3.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，所述图像加密方法通过以下公式计算所述第一中间变换矩阵：
D(x,y)＝ft(x,y)*P1；
其中，D(x,y)为所述第一中间变换矩阵，ft(x,y)为所述第一三元数矩阵，P1为所述第一相位掩模矩阵。
4.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，所述基于所述第二三元数矩阵与所述第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵，包括：
获取所述第二随机实数矩阵对应的第二预设参数；
基于所述第二随机实数矩阵与所述第二预设参数，计算得到所述待加密图像的第二相位掩模矩阵；
基于所述第二三元数矩阵以及所述第二相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第二中间变换矩阵；
对所述第二中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶逆变换，得到表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。
5.根据权利要求4所述的图像加密方法，其特征在于，所述图像加密方法通过以下公式计算所述第二相位掩模矩阵：
P2＝cos(M2)+(icosθ2+jsinθ2)sin(M2)；
其中，P2为所述第二相位掩模矩阵，M2为所述第二随机实数矩阵，θ2为所述第二预设参数，i、j表示虚部分量。
6.根据权利要求5所述的图像加密方法，其特征在于，所述图像加密方法通过以下公式计算所述第二中间变换矩阵：
D(u,v)＝F(u,v)*P2；
其中，D(u,v)为所述第二中间变换矩阵，F(u,v)为所述第二三元数矩阵，P2为所述第二相位掩模矩阵。
7.一种图像加密装置，其特征在于，所述图像加密装置包括：
矩阵构建模块，用于基于获取到的待加密图像，构建所述待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵；
矩阵生成模块，用于生成与所述待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵；
第一矩阵确定模块，用于基于所述矩阵构建模块构建的第一三元数矩阵与所述矩阵生成模块生成的第一随机实数矩阵，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；
第二矩阵确定模块，用于基于所述第一矩阵确定模块确定的第二三元数矩阵与所述矩阵生成模块生成的第二随机实数矩阵，确定表示所述待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵；
所述第一矩阵确定模块用于：
获取与所述第一随机实数矩阵对应的第一预设参数；
基于所述第一随机实数矩阵与所述第一预设参数，计算得到所述待加密图像的第一相位掩模矩阵；
基于所述第一三元数矩阵以及所述第一相位掩模矩阵，确定所述待加密图像的第一中间变换矩阵；
对所述第一中间变换矩阵进行离散三元数傅里叶变换，确定所述待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；
所述第一矩阵确定模块通过以下公式计算所述第一相位掩模矩阵：
P1＝cos(M1)+(icosθ1+jsinθ1)sin(M1)；
其中，P1为所述第一相位掩模矩阵，M1为所述第一随机实数矩阵，θ1为所述第一预设参数，i、j表示虚部分量。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至6中任一所述的图像加密方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6中任一所述的图像加密方法的步骤。
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