基于Arnold变换的MATLAB图像加密与还原系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现图像Arnold置乱变换加密，能够生成视觉无序的加密图像并支持还原。用户可自定义置乱变换次数，通过密钥控制加密强度，支持多种常见图像格式。系统提供完整的逆变换算法，确保原始图像的精确恢复。

详 情 说 明

基于Arnold变换的图像置乱与还原加密系统

项目介绍

本项目实现了一种基于Arnold猫映射变换算法的图像加密系统。该系统能够对图像进行像素位置的置乱变换，将原始图像转换为视觉上无序的加密图像，同时支持通过逆变换恢复原始图像。该系统适用于图像保密传输、数字水印预处理等多种应用场景。

功能特性

• Arnold置乱变换：实现经典的Arnold猫映射算法，对图像像素位置进行置换
• 自定义置乱强度：支持通过置乱次数参数控制加密强度
• 完美还原功能：提供准确的逆变换算法，确保图像无损恢复
• 多格式支持：兼容JPG、PNG、BMP等多种常见图像格式
• 可视化分析：显示置乱前后图像对比及直方图变化
• 加密效果评估：提供相关系数、信息熵等量化评估指标
• 灵活预处理：支持图像尺寸调整、色彩空间转换等预处理选项

使用方法

基本操作流程

1. 输入原始图像：选择需要加密的图像文件（支持RGB彩色图像和灰度图像）
2. 设置加密参数：指定置乱次数（正整数，作为加密密钥）
3. 执行置乱加密：系统将生成视觉上无序的加密图像
4. 保存加密结果：输出置乱后的图像文件
5. 图像还原：输入加密图像和相同置乱次数，执行逆变换恢复原始图像

可选参数配置

• 图像尺寸调整：确保图像符合Arnold变换的尺寸要求
• 色彩空间处理：支持RGB到灰度的自动转换
• 分析报告生成：包含直方图对比和加密效果评估指标

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2016a或更高版本
• 内存要求：至少2GB可用内存（建议4GB以上处理大图像）
• 磁盘空间：至少100MB可用空间

文件说明

main.m文件作为系统的主程序入口，实现了完整的图像加密解密工作流程，包括图像读取与格式检测、参数验证与用户交互界面、Arnold正变换与逆变换的核心算法执行、图像可视化显示与对比分析、加密效果指标计算与报告生成，以及结果文件的保存与日志记录等功能模块。