1 简介
传统的Arnold变换能改变图像象素的位置,而不能改变图像象素值,不能仅仅靠Arnold变换来实现图像加密.本文结合Logistic映射的伪随机性与对初值的敏感性,提出一种新的基于Arnold变换的图像加密算法,改进后的算法不仅改变了图像象素的位置,也改变了图像象素值.matlab仿真实验表明了该算法的有效性与安全性.
2 部分代码
function jiami% NOTE:请修改 testImgName,来测试不同输入图像,支持灰度图和 RGB 图% testImgName = 'lena';% testImgName = 'lena_color';% testImgName = 'color0';% testImgName = 'lena16x16';% testImgName = 'gray32x32';% testImgName = 'gray2';testImgName = 'pepper_gray';% testImgName = '1Pixel';img = imread(strcat(testImgName, '.png'));[w h rgb] = size(img);% chaos映射预迭代次数,Logistic映射初始值x0,mu,Arnold置乱次数Key = [128, 0.7532, 3.8793, 2];%disp('###############################');% 信息熵计算% 统计输出figure;if rgb == 3% 彩色图像subplot(4, 2, 1);imshow(uint8(img));title('明文');subplot(4, 2, 2);imshow(imgEncrypted);title('密文');imgR = img(:, :, 1);imgG = img(:, :, 2);imgB = img(:, :, 3);subplot(4, 2, 3);imhist(uint8(imgR));title('明文R分量直方图');subplot(4, 2, 5);imhist(uint8(imgG));title('明文G分量直方图');subplot(4, 2, 7);imhist(uint8(imgB));title('明文B分量直方图');imgEncryptedR = imgEncrypted(:, :, 1);imgEncryptedG = imgEncrypted(:, :, 2);imgEncryptedB = imgEncrypted(:, :, 3);subplot(4, 2, 4);imhist(imgEncryptedR);title('密文R分量直方图');subplot(4, 2, 6);imhist(imgEncryptedG);title('密文G分量直方图');subplot(4, 2, 8);imhist(imgEncryptedB);title('密文B分量直方图');else% 灰度图像subplot(2, 2, 1);imshow(uint8(img));title('明文');subplot(2, 2, 2);imshow(uint8(imgEncrypted));title('密文');subplot(2, 2, 3);imhist(uint8(img));title('明文直方图');subplot(2, 2, 4);imhist(uint8(imgEncrypted));title('密文直方图');endfigure;subplot(3, 3, 1);imshow(imgEncrypted);title('加密后图像');subplot(3, 3, 2);imshow(imgEncrypted_Noise_Salt);title(strcat('(1)椒盐噪声ρ=', num2str(delta)));subplot(3, 3, 3);imshow(imgDecrypted_Noise_Salt);title('(1)解密图像');subplot(3, 3, 5);imshow(imgEncrypted_Noise_Gaussian);title(strcat('(2)高斯噪声μ=0,σ=', num2str(delta)));subplot(3, 3, 6);imshow(imgDecrypted_Noise_Gaussian);title('(2)解密图像');subplot(3, 3, 8);imshow(imgEncrypted_Croped);title('(3)1/16剪切');subplot(3, 3, 9);imshow(imgDecrypted_Croped);title('(3)解密图像');% 明文敏感性imgPlain = img;if rgb == 3% 彩色图像gray = imgPlain(w, h, 1);% bin = dec2bin(gray);gray = bitxor(gray, 1);imgPlain(w, h, 1) = gray;else% 灰度图像gray = imgPlain(w, h);% bin = dec2bin(gray);gray = bitxor(gray, 1);imgPlain(w, h) = gray;endimgEncrypted1 = imgPlain;for i = 1 : encryptCountimgEncrypted1 = encrypt(imgEncrypted1, Key);enddisp(strcat('------', testImgName, ',加密次数为:', num2str(encryptCount), ',明文敏感性分析------'));NPCR(imgEncrypted, imgEncrypted1, '明文改变1个像素值');UACI(imgEncrypted, imgEncrypted1, '明文改变1个像素值');:, 2) = cG;A(:, :, 3) = cB;elseA = crop_(img);endend
3 仿真结果





4 参考文献
[1]杨恒伏, 伍雁鹏, 田祖伟. 基于Logistic混沌映射与Arnold变换的图像加密算法[J]. 衡水学院学报, 2008, 10(4):4.
博主简介:擅长智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划、无人机等多种领域的Matlab仿真,相关matlab代码问题可私信交流。
部分理论引用网络文献,若有侵权联系博主删除。
该博文介绍了一种结合Logistic映射和Arnold变换的图像加密算法,旨在增强图像的安全性。通过Logistic映射的伪随机性和对初值的敏感性改变像素值,同时利用Arnold变换改变像素位置。Matlab仿真实验验证了算法的有效性和安全性,包括加密后的图像直方图和对明文图像的敏感性分析。
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