1.一种基于压缩感知和变形耦合映像格子的彩色图像加密方法，其特征在于，包含如下内容：

步骤a)分离输入的彩色明文图像的三基色分量，得到三个分量矩阵；并结合初始密钥，通过SHA‑256函数更新变形耦合映像格子的参数和初始值，迭代时空混沌系统，获取测量矩阵、密钥流；

步骤b)将分量矩阵分别分割成不重叠块，并把每块转化为一维列向量，从中选取初始字典，然后合并各个列向量得到三个相同大小的新的图像矩阵；并针对新的图像矩阵生成三个稀疏字典；

步骤c)利用测量矩阵测量新的图像矩阵，获取压缩加密的中间图像；将获取到的中间图像通过频域变换转化为系数矩阵，并在频域上执行置乱和扩散操作，得到三个置乱扩散矩阵；

步骤d)利用密钥流矩阵，将频域加密的矩阵执行像素级的扩散运算，得到最终的密文图像；

步骤e)图像解密是加密的逆过程，按照与图像加密过程相逆的顺序恢复原始图像I；

该加密方法实现过程如下：

(1)输入一幅大小为M×N×3的彩色明文图像I，分离明文图像I的红、绿、蓝三基色分量得到三个大小为M×N的矩阵imgR，imgG和imgB，结合密钥μ0、ε0、y0(1)、y0(2)、y0(3)，通过SHA‑256函数更新变形耦合映像格子的参数和初始值，迭代该时空混沌系统，产生测量矩阵φR'，φG'，φB'和密钥流indexi、indi、SKi、ind_mi、ind_ni，i＝R,G,B；

(2)将矩阵imgR，imgG和imgB按照大小B×B分成 块不重叠块，并把每块转化为一2

个B ×1的列向量blockR、blockG、blockB；合并blockR、blockG、blockB得到 的2

blockmatrixR、blockmatrixG和blockmatrixB，结合KSVD算法生成B×N的稀疏字典DR、DG和DB；

(3)利用压缩感知原理，得到压缩加密的中间图像yR、yG和yB，结合2D‑DWT变换，将yR、yG和yB转化为系数矩阵，并在频域执行置乱和扩散操作，得到扩散后的矩阵CR、CG和CB；

(4)利用密钥流矩阵SKR、SKG、SKB，在矩阵CR、CG和CB上执行像素级的扩散运算，从而得到最终的密文图像；

(5)图像解密是加密的逆过程，按照与图像加密过程相逆的顺序进行运算重构即可恢复原始图像I；

步骤(1)中变形耦合映像格子表示为：xn+1(j)＝(1‑ε)f(xn(j))+ε[f(xn(j+1))+f(xn(j‑1))]/2，其中，n为离散时间步数，j为离散格点坐标，ε∈(0，1)是耦合常数；使用LSS映射作为函数f(x)，其定义为yn+1＝mod(μyn(1‑yn)+(4‑μ)sin(πyn)/4，1)，μ∈(0，4]，yn∈(0，1)；

步骤(1)中生成测量矩阵，密钥流，包含如下内容：根据矩阵imgR、imgG和imgB，计算图像分量矩阵的平均值，把初始密钥μ0、ε0、y0(1)、y0(2)、y0(3)和矩阵imgR、imgG、imgB的平均值作为SHA‑256函数的初始值，并带入得到长度为

64位的十六进制哈希值，然后每8位划分为一组，即得到哈希序列hk，k＝1，2，…8；依据哈希序列及初始密钥，更新变形耦合映像格子的控制参数和初始值μ、ε、y(1)、y(2)、y(3)；

将更新后的变形耦合映像格子的控制参数和初始值μ、ε、y(1)、y(2)、y(3)，代入到时空混沌系统，迭代 次，r为图像的压缩率；为了避免混沌序列的瞬时效应，舍弃前1000个值，得到3个长度为 混沌序列Si，i＝R,G,B；

分别从混沌序列Si中取出 个数，构成 的测量矩阵φi'，其中r为图像压缩率；

对序列Si进行如下运算处理：

5 5

Si'＝10×Si‑floor(10×Si)，[V_SKi,ind_SKi]＝sort(S′i(1:end))，[V_ni,ind_ni]＝sort(S′i(666:665+N))；

得到用于频域置乱的密钥流indexi、频域扩散的掩膜矩阵indi、像素级扩散的掩膜矩阵SKi以及位置序列ind_mi和ind_ni，其中i＝R,G,B。

2.根据权利要求1所述的基于压缩感知和变形耦合映像格子的彩色图像加密方法，其特征在于，获取三个分量的稀疏字典，包含如下：将分量矩阵imgR、imgG和imgB不重复地分割成 个B×B的图像块，并分别转化为列向量blockR、blockG、blockB；分别从列向量blockR、blockG、blockB中，选取出N 个方差大的图像块作为KSVD算法的初始字典IniDR、IniDG、IniDB；

分别把列向量blockR、blockG、blockB组合为 的新的矩阵blockmatrixR、blockmatrixG和blockmatrixB；然后用初始字典IniDR、IniDG、IniDB代入KSVD算法训练矩阵2

blockmatrixR、blockmatrixG和blockmatrixB，输出3个B×N的稀疏字典DR、DG和DB。

3.根据权利要求1所述的基于压缩感知和变形耦合映像格子的彩色图像加密方法，其特征在于，步骤(3)针对中间压缩加密图像，结合2D‑DWT变换，转化为频域系数矩阵，实施频域上的置乱和扩散处理，包含：

利用2D‑DWT将中间图像转化为频域系数LLi、LHi，HLi、HHi；并对频域系数LLR、LLG、LLB、LHR、LHG、HLG、HLB、HHR和HHB转化为1维向量LL1R、LL1G、LL1B、LH1R、LH1G、HL1G、HL1B、HH1R和HH1B；

利用密钥流indexR、indexG、indexB对一维向量化后的频域系数LL1R、LL1G、LL1B、LH1R、LH1G、HL1G、HL1B、HH1R和HH1B进行置乱操作，得到置乱后的系数矩阵LL_confR、LL_confG、LL_confB、LH_confR、LH_confG、HL_confG、HL_confB、HH_confR和HH_confB；

将密钥流矩阵indR、indG和indB，依据序列矩阵对系数矩阵LL_confR、LL_confG、LL_confB进行扩散，得到扩散后的LL_diffR、LL_diffG及LL_diffB；

将置乱后的系数矩阵以及扩散后的系数矩阵通过2D‑DWT逆变换，变换到空域上，得到置乱扩散矩阵CR，CG和CB。

4.根据权利要求1所述的基于压缩感知和变形耦合映像格子的彩色图像加密方法，其特征在于，步骤(4)中利用掩膜矩阵SKi以及位置序列ind_mi和ind_ni进行像素级的扩散，该像素级的扩散过程表示为：

式中 1≤j≤N，encrypted即为最终加密的图像。

5.根据权利要求1所述的基于压缩感知和变形耦合映像格子的彩色图像加密方法，其特征在于，图像解密是加密的逆过程，按照与图像加密过程相逆的顺序，通过最小迭代二乘法IRLS重构图像，以实现恢复原始图像I的解密。