CN105763763B - 一种图像加密方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像加密方法，属于计算机加密领域，通过图像采集设备获取人脸图像，然后根据人脸图像的任一像素点的位置及其RGB值进行密码生成并对图像进行加密。本发明可以根据用户人脸识别后自适应生成密码，密码生成速度快，并能够结合生成的密码对图像进行加密，以对图像进行保护。本发明图像加密过程中，不需要额外对图像进行人工设定密码，而是通过人脸识别装置进行人脸识别后，自动生成唯一的密码，该密码保密程度高且与图像的重组相适应，后期解密时，能够根据密码直接进行图像解密，与传统的图像解密方式相比，本发明不用按照加密过程进行倒推，提高了图像加密的安全性。

Description

一种图像加密方法

技术领域

本发明属于计算机加密领域，特别是涉及一种图像加密方法。

背景技术

网络图像是以互联网为展示平台和传播媒介，借助多媒体演绎等手段来表现的作品，由于借助强大的网络媒介，网络图像具有快速大范围传播、多样性、互动性等优点，已成为流行文化的重要组成部分。但同样由于网络传播的便捷性，导致网络图像的知识产权不易受到保护，网络盗版侵权给著作者和版权人造成巨额损失，对网络文化的发展造成了严重影响，例如严重影响到摄影作品的收费，以致抑制了摄影行业的长期发展。因此，媒体单位需要对自有版权的新闻图片和素材图片进行版权保护，以防止这些图片被其他单位无偿转载或使用。

同时由于用户有时需要通过移动终端共享图片给他人，例如通过WIFI直连、蓝牙等技术将图片共享给他人；在共享过程中，若被第三方获取通信数据，则第三方也可以得到图片内容；甚至有的时候，用户误操作导致连接了第三方用户，误将图片共享给了第三方(如在WIFI直连时连接了第三方用户，而并非共享的用户)，导致图片共享安全度低。

为了实现对图片的版权保护，现有技术大多通过在图片上添加水印的做法，但现有技术中在图片添加水印的同时，也影响了图像的可观看性，部分简单的水印甚至能够被破解修复，远不能达到图像安全传输及有效保护的目的，同时现有技术还有工作效率低的缺点。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现图像安全传输及有效保护的加密方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种图像加密方法，包括以下步骤：

步骤一、通过图像采集设备获取分辨率为a*a的正方形人脸图像，所述a为正整数；

步骤二、设定所述人脸图像中任意一像素点为P_ij，获取像素点P_ij的RGB值，所述i、j均为正整数，且1≤i≤a，1≤j≤a；

步骤三、将像素点P_ij的R值、G值及B值分别转换为对应的十六进制数值；

判断像素点P_ij的十六进制R值、十六进制G值及十六进制B值是否达到两位；

当像素点P_ij的十六进制R值、十六进制G值或十六进制B值不到两位时，在该不到两位的十六进制值左边添加一个字符G，以形成像素点P_ij的两位R值字符串、两位G值字符串和两位B值字符串，然后执行步骤四；当像素点P_ij的十六进制R值、十六进制G值及十六进制B值达到两位时，直接执行步骤四；

步骤四、将像素点P_ij的两位R值字符串、两位G值字符串和两位B值字符串从左向右依次排列形成第一级数串；

步骤五、将i和j分别转换为对应的十六进制数值；

判断i的十六进制值或j的十六进制值是否达到四位；当i的十六进制值或j的十六进制值不到四位时，在该不到四位的十六进制值左边添加字符G，以形成i的四位字符串和j的四位字符串，然后执行步骤六；当i的十六进制值及j的十六进制值达到四位时，执行步骤六；

步骤六、将j的四位字符串添加到所述第一级数串的左边，且将i的四位字符串添加到所述j的四位字符串的左边，以形成第二级数串；

步骤七、将所述人脸图像划分为16*16个正方形区域选取所述像素点P_ij所在的区域T_m，n，m、n均为正整数且1≤m≤16、1≤n≤16；

步骤八、判断第二级数串中是否有字符G；当第二数串中包含字符G时，将第二级数串中的字符G替换为0，然后执行步骤九；当第二数串中没有字符G时，执行步骤九；

步骤九、设定所述第二级数串的倒数第一位数为Q₁，设定所述第二级数串的倒数第二位数为Q₂；

将Q₁和Q₂分别转换为十进制数值；计算Q₁₁＝Q₁+1得到Q₁₁，计算Q₂₁＝Q₂+1得到Q₂₁；所述1≤Q₁₁≤16，所述1≤Q₂₁≤16；

计算得到第一目标区域T_x，y；

将T_m，n与T_x，y进行替换；

步骤十、将第一行区域与第三行区域进行替换；将第二行区域与第四行区域进行替换；将第五行区域与第七行区域进行替换；将第六行区域与第八行区域进行替换；将第九行区域与第十一行区域进行替换；将第十行区域与第十二行区域进行替换；将第十三行区域与第十五行区域进行替换；将第十四行区域与第十六行区域进行替换。

采用以上技术方案，能够根据用户人脸识别后自适应生成密码，且生成速度快，并能够结合生成的密码对图像进行加密，以对图像进行保护。

较佳的，所述步骤七中选取所述像素点P_ij所在的区域T_m，n按以下步骤进行：

计算得到m，计算得到n；根据m和n的值选取区域T_m，n。

较佳的，步骤一中，通过图像采集设备获取分辨率为a*a的正方形人脸图像按以下步骤进行：

通过图像采集设备获取分辨率为a*b的人脸图像，a为水平方向的像素数量，b为垂直方向的像素数量；

判断是否a>b；

当a>b时，计算W₁＝a-b，得到待增加的个数W₁，然后沿垂直方向添加W₁个RGB值为﹛0,0,0﹜的像素,然后执行步骤二；

当a<b时，计算W₂＝b-a，得到待增加的个数W₂，然后沿水平方向添加W₂个RGB值为﹛0,0,0﹜的像素，并将b的数值赋值给a,然后执行步骤二；

当a＝b时，执行步骤二。

本发明还提供了一种图像解密方法，包括以下步骤：

S1、将加密图像划分为16*16个正方形区域第一行至第四行区域为第一加密模块，第五行至第八行区域为第二加密模块，第九行至第十二行区域为第三加密模块，第十三行至第十六行区域为第四加密模块；

S2、接收用户输入的密码；

S3、判断所述用户输入的密码是否为14位数串；当用户输入的密码为14位数串时，执行步骤S4；当用户输入的密码不是14位数串时，返回执行步骤S2；

S4、判断输入密码中是否有字符G；当密码中包含字符G时，将密码中的字符G替换为0，然后执行步骤S5；当密码中没有字符G时，执行步骤S5；

S5、并行进行区域确定及RGB值转换；

所述区域确定按以下步骤进行：

A1、从左至右提取密码的第1至4位数形成第三级数串，并将其转换成十进制数值U₁；从左至右提取密码的第5至8位数形成第四级数串，并将其转换成十进制数值U₂；

从左至右提取密码的第14位数，并将其转换成十进制数值U₃；从左至右提取密码的第13位数，并将其转换成十进制数值U₄；

A2、选取待换区域T_r，t，r、t均为正整数且1≤r≤16、1≤t≤16：

计算得到r，计算得到t；根据r和t的值选取待换区域T_r，t；

A3、计算U₃₁＝U₃+1得到U₃₁，计算U₄₁＝U₄+1得到U₄₁；所述1≤U₃₁≤16，所述1≤U₄₁≤16；

计算得到第二目标区域T_p，q；所述1≤p≤16，所述1≤q≤16；

A4、选择T_p，q对应的加密模块，并对该加密模块进行解密：将该加密模块的第一行与该加密模块的第三行进行替换，将该加密模块的第二行与该加密模块的第四行进行替换；

A5、判断是否与T_p，q位于同一个加密模块；当与T_p，q位于同一个加密模块时，执行步骤A6；当与T_p，q不在同一个加密模块时，将所在加密模块进行解密：将所在加密模块的第一行与该加密模块的第三行进行替换，将所在加密模块的第二行与该加密模块的第四行进行替换，然后执行步骤A6；

A6、将T_r，t与T_p，q进行替换；

所述RGB值转换按以下步骤进行：

从左至右提取密码的第9和第10位数形成第五级数串，并将其转换成十进制数值U₅；从左至右提取密码的第11和第12位数形成第六级数串，并将其转换成十进制数值U₆；从左至右提取密码的第13和第14位数形成第七级数串，并将其转换成十进制数值U₇；

S6、进行RGB值匹配：

选取像素点1≤i≤a，1≤j≤a，且i、j、a均为正整数；将的R值、G值及B值分别与U₅、U₆和U₇进行对比；判断的R值是否等于U₅，当的R值不等于U₅时，结束解密；当的R值等于U₅时，判断的G值是否等于U₆；当的G值不等于U₆时，结束解密；当的G值等于U₆时，判断的B值是否等于U₇；当的B值不等于U₇时，结束解密；当的B值是否等于U₇时，执行步骤S7；

S7、依次判断第一加密模块至第四加密模块，是否已经进行解密；将未进行解密的加密模块进行解密：

将未解密加密模块的第一行与该加密模块的第三行进行替换，将未解密加密模块的第二行与该加密模块的第四行进行替换。

本发明的有益效果是：本发明可以根据用户人脸识别后自适应生成密码，密码生成速度快，并能够结合生成的密码对图像进行加密，以对图像进行保护。本发明图像加密过程中，不需要额外对图像进行人工设定密码，而是通过人脸识别装置进行人脸识别后，自动生成唯一的密码，该密码保密程度高且与图像的重组相适应，后期解密时，能够根据密码直接进行图像解密，与传统的图像解密方式相比，本发明不用按照加密过程进行倒推，提高了图像加密的安全性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

一种图像加密方法，包括以下步骤：

步骤一、通过图像采集设备获取分辨率为a*a的正方形人脸图像，所述a为正整数；

步骤二、设定所述人脸图像中任意一像素点为P_ij，获取像素点P_ij的RGB值，所述i、j均为正整数，且1≤i≤a，1≤j≤a；

步骤三、将像素点P_ij的R值、G值及B值分别转换为对应的十六进制数值；

判断像素点P_ij的十六进制R值、十六进制G值及十六进制B值是否达到两位；

当像素点P_ij的十六进制R值、十六进制G值或十六进制B值不到两位时，在该不到两位的十六进制值左边添加一个字符G，以形成像素点P_ij的两位R值字符串、两位G值字符串和两位B值字符串，然后执行步骤四；当像素点P_ij的十六进制R值、十六进制G值及十六进制B值达到两位时，执行步骤四；

步骤四、将像素点P_ij的两位R值字符串、两位G值字符串和两位B值字符串从左向右依次排列形成第一级数串；

步骤五、将i和j分别转换为对应的十六进制数值；

判断i的十六进制值或j的十六进制值是否达到四位；当i的十六进制值或j的十六进制值不到四位时，在该不到四位的十六进制值左边添加字符G，以形成i的四位字符串和j的四位字符串，然后执行步骤六；当i的十六进制值及j的十六进制值达到四位时，执行步骤六；

步骤六、将j的四位字符串添加到所述第一级数串的左边，且将i的四位字符串添加到所述j的四位字符串的左边，以形成第二级数串；

步骤七、将所述人脸图像划分为16*16个正方形区域选取所述像素点P_ij所在的区域T_m，n，m、n均为正整数且1≤m≤16、1≤n≤16；

步骤八、判断第二级数串中是否有字符G；当第二数串中包含字符G时，将第二级数串中的字符G替换为0，然后执行步骤九；当第二数串中没有字符G时，执行步骤九；

步骤九、设定所述第二级数串的倒数第一位数为Q₁，设定所述第二级数串的倒数第二位数为Q₂；

将Q₁和Q₂分别转换为十进制数值；计算Q₁₁＝Q₁+1得到Q₁₁，计算Q₂₁＝Q₂+1得到Q₂₁；所述1≤Q₁₁≤16，所述1≤Q₂₁≤16；

计算得到第一目标区域T_x，y；

将T_m，n与T_x，y进行替换；

步骤十、将第一行区域与第三行区域进行替换；将第二行区域与第四行区域进行替换；将第五行区域与第七行区域进行替换；将第六行区域与第八行区域进行替换；将第九行区域与第十一行区域进行替换；将第十行区域与第十二行区域进行替换；将第十三行区域与第十五行区域进行替换；将第十四行区域与第十六行区域进行替换。

本实施例中，所述步骤七中选取所述像素点P_ij所在的区域T_m，n按以下步骤进行：

计算得到m，计算得到n；根据m和n的值选取区域T_m，n。

本实施例中，步骤一中，通过图像采集设备获取分辨率为a*a的正方形人脸图像按以下步骤进行：

通过图像采集设备获取分辨率为a*b的人脸图像，a为水平方向的像素数量，b为垂直方向的像素数量；

判断是否a>b；

当a>b时，计算W₁＝a-b，得到待增加的个数W₁，然后沿垂直方向添加W₁个RGB值为﹛0,0,0﹜的像素,然后执行步骤二；

当a<b时，计算W₂＝b-a，得到待增加的个数W₂，然后沿水平方向添加W₂个RGB值为﹛0,0,0﹜的像素，并将b的数值赋值给a得到增加像素后的a值,然后执行步骤二；

当a＝b时，执行步骤二。

一种图像解密方法，包括以下步骤：

S1、将加密图像划分为16*16个正方形区域第一行至第四行区域为第一加密模块，第五行至第八行区域为第二加密模块，第九行至第十二行区域为第三加密模块，第十三行至第十六行区域为第四加密模块；

S2、接收用户输入的密码；

S3、判断所述用户输入的密码是否为14位数串；当用户输入的密码为14位数串时，执行步骤S4；当用户输入的密码不是14位数串时，返回执行步骤S2；

S4、判断输入密码中是否有字符G；当密码中包含字符G时，将密码中的字符G替换为0，然后执行步骤S5；当密码中没有字符G时，执行步骤S5；

S5、并行进行区域确定及RGB值转换；

所述区域确定按以下步骤进行：

A1、从左至右提取密码的第1至4位数形成第三级数串，并将其转换成十进制数值U₁；从左至右提取密码的第5至8位数形成第四级数串，并将其转换成十进制数值U₂；

从左至右提取密码的第14位数，并将其转换成十进制数值U₃；从左至右提取密码的第13位数，并将其转换成十进制数值U₄；

A2、选取待换区域T_r，t，r、t均为正整数且1≤r≤16、1≤t≤16：

计算得到r，计算得到t；根据r和t的值选取待换区域T_r，t；

A3、计算U₃₁＝U₃+1得到U₃₁，计算U₄₁＝U₄+1得到U₄₁；所述1≤U₃₁≤16，所述1≤U₄₁≤16；

计算得到第二目标区域T_p，q；所述1≤p≤16，所述1≤q≤16；

A4、选择T_p，q对应的加密模块，并对该加密模块进行解密：将该加密模块的第一行与该加密模块的第三行进行替换，将该加密模块的第二行与该加密模块的第四行进行替换；

A5、判断是否与T_p，q位于同一个加密模块；当与T_p，q位于同一个加密模块时，执行步骤A6；当与T_p，q不在同一个加密模块时，将所在加密模块进行解密：将所在加密模块的第一行与该加密模块的第三行进行替换，将所在加密模块的第二行与该加密模块的第四行进行替换，然后执行步骤A6；

A6、将T_r，t与T_p，q进行替换；

所述RGB值转换按以下步骤进行：

从左至右提取密码的第9和第10位数形成第五级数串，并将其转换成十进制数值U₅；从左至右提取密码的第11和第12位数形成第六级数串，并将其转换成十进制数值U₆；从左至右提取密码的第13和第14位数形成第七级数串，并将其转换成十进制数值U₇；

S6、进行RGB值匹配：

选取像素点1≤i≤a，1≤j≤a，且i、j、a均为正整数；将的R值、G值及B值分别与U₅、U₆和U₇进行对比；判断的R值是否等于U₅，当的R值不等于U₅时，结束解密；当的R值等于U₅时，判断的G值是否等于U₆；当的G值不等于U₆时，结束解密；当的G值等于U₆时，判断的B值是否等于U₇；当的B值不等于U₇时，结束解密；当的B值是否等于U₇时，执行步骤S7；

S7、依次判断第一加密模块至第四加密模块，是否已经进行解密；将未进行解密的加密模块进行解密：

将未解密加密模块的第一行与该加密模块的第三行进行替换，将未解密加密模块的第二行与该加密模块的第四行进行替换。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种图像加密方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、通过图像采集设备获取分辨率为a*a的正方形人脸图像，所述a为正整数；

步骤二、设定所述人脸图像中任意一像素点为P_ij，获取像素点P_ij的RGB值，所述i、j均为正整数，且1≤i≤a，1≤j≤a；

步骤三、将像素点P_ij的R值、G值及B值分别转换为对应的十六进制数值；

判断像素点P_ij的十六进制R值、十六进制G值及十六进制B值是否达到两位；

当像素点P_ij的十六进制R值、十六进制G值或十六进制B值不到两位时，在该不到两位的十六进制值左边添加一个字符G，以形成像素点P_ij的两位R值字符串、两位G值字符串和两位B值字符串，然后执行步骤四；当像素点P_ij的十六进制R值、十六进制G值及十六进制B值达到两位时，执行步骤四；

步骤四、将像素点P_ij的两位R值字符串、两位G值字符串和两位B值字符串从左向右依次排列形成第一级数串；

步骤五、将i和j分别转换为对应的十六进制数值；

判断i的十六进制值或j的十六进制值是否达到四位；当i的十六进制值或j的十六进制值不到四位时，在该不到四位的十六进制值左边添加字符G，以形成i的四位字符串和j的四位字符串，然后执行步骤六；当i的十六进制值及j的十六进制值达到四位时，执行步骤六；

步骤六、将j的四位字符串添加到所述第一级数串的左边，且将i的四位字符串添加到所述j的四位字符串的左边，以形成第二级数串；

步骤七、将所述人脸图像划分为16*16个正方形区域选取所述像素点P_ij所在的区域T_m，n，m、n均为正整数且1≤m≤16、1≤n≤16；

步骤八、判断第二级数串中是否有字符G；当第二级数串中包含字符G时，将第二级数串中的字符G替换为0，然后执行步骤九；当第二级数串中没有字符G时，执行步骤九；

步骤九、设定所述第二级数串的倒数第一位数为Q₁，设定所述第二级数串的倒数第二位数为Q₂；

将Q₁和Q₂分别转换为十进制数值；计算Q₁₁＝Q₁+1得到Q₁₁，计算Q₂₁＝Q₂+1得到Q₂₁；所述1≤Q₁₁≤16，所述1≤Q₂₁≤16；

计算得到第一目标区域T_x，y；

将T_m，n与T_x，y进行替换；

步骤十、将第一行区域与第三行区域进行替换；将第二行区域与第四行区域进行替换；将第五行区域与第七行区域进行替换；将第六行区域与第八行区域进行替换；将第九行区域与第十一行区域进行替换；将第十行区域与第十二行区域进行替换；将第十三行区域与第十五行区域进行替换；将第十四行区域与第十六行区域进行替换。

2.如权利要求1所述的一种图像加密方法，其特征是：所述步骤七中选取所述像素点P_ij所在的区域T_m，n按以下步骤进行：

计算得到m，计算得到n；根据m和n的值选取区域T_m，n。

3.如权利要求1所述的一种图像加密方法，其特征是：步骤一中，通过图像采集设备获取分辨率为a*a的正方形人脸图像按以下步骤进行：

通过图像采集设备获取分辨率为a*b的人脸图像，a为水平方向的像素数量，b为垂直方向的像素数量；

判断是否a>b；

当a>b时，计算W₁＝a-b，得到待增加的个数W₁，然后沿垂直方向添加W₁个RGB值为﹛0,0,0﹜的像素,然后执行步骤二；

当a<b时，计算W₂＝b-a，得到待增加的个数W₂，然后沿水平方向添加W₂个RGB值为﹛0,0,0﹜的像素，并将b的数值赋值给a,然后执行步骤二；

当a＝b时，执行步骤二。