% 定义置乱参数
a = 3;
b = 5;
t = 512;

% 加载要置乱的图像
img = imread('Lena.png');

% 将图像转换为灰度图像
img_gray = rgb2gray(img);

% 将灰度图像转换为矩阵
img_matrix = double(img_gray);

% 获取矩阵的行数和列数
[n, m] = size(img_matrix);

% 对图像进行置乱操作
for k = 1:t % 设置置乱次数为10次
    for i = 1:n
        for j = 1:m
            x = mod(a*i + j, n) + 1;
            y = mod(b*i + (a*b+1)*j, n) + 1;
            img_matrix(x, y) = img_gray(i, j);
        end
    end
end

% 将置乱后的矩阵转换回图像
img_scrambled = uint8(img_matrix);

% 输出Arnold置乱后的图像
imshow(img_scrambled);

% 保存置乱后的图像
imwrite(img_scrambled, 'Lena_scrambled.jpg');

% 读取原始图像并转换为灰度图像
img = imread('Lena.png');
img = rgb2gray(img);

% 定义Arnold置乱的参数
n = 512;
a = 3;
b = 5;

% 进行n次Arnold置乱迭代
for k = 1:n
    % 将图像分成大小为n×n的块
    blocks = mat2cell(img, repmat(n, 1, size(img, 1)/n), repmat(n, 1, size(img, 2)/n));
    for i = 1:size(blocks, 1)
        for j = 1:size(blocks, 2)
            % 对于每个块，进行Arnold置乱操作
            block = blocks{i,j};
            [x, y] = meshgrid(1:n, 1:n);
            x1 = mod(a*x + y, n) + 1;
            y1 = mod(b*x + (a*b+1)*y, n) + 1;
            idx = sub2ind([n, n], y1(:), x1(:));
            block = reshape(block(idx), n, n);
            blocks{i,j} = block;
        end
    end
    % 合并所有块并更新图像
    img = cell2mat(blocks);
end

% 输出Arnold置乱后的图像
imshow(img);

clear all;
clc;

% 读取图片，根据Arnold变换的条件，图像必须是正方形
img=imread('Lena.bmp');

% 当只有一个输出参数时，返回一个行向量，该行向量的第一个元素时矩阵的行数，第二个元素是矩阵的列数。
mysize=size(img);

if numel(mysize)>2%如果输入是彩色图像
    img=rgb2gray(img); %将彩色到灰度图像的转换
    fprintf("图像为彩色图n");
else
    fprintf("图像为灰度图n");
end

imshow(img,[])
title('彩色原图的灰度图');

figure(2)
imhist(img)    %原图的直方图统计

%如果输入的不是正方形图像，则打印如下
[h,w]=size(img);
if h>w
    img = imresize(img, [w w]);
    fprintf("图像长宽不一样，图像可能失真r");
end
if hw
    img = imresize(img, [h h]);
    fprintf("图像长宽不一样,图像可能失真");
end
[h,w]=size(img);

% 置乱与逆置乱必须采用共同参数的时候,就相当于密码，才能解密，让图像复原
% 迭代次数
n=10;
a=1;b=1;
N=h;%N代表图像宽高，宽高要一样

%% 置乱操作
imgnnn=zeros(h,w);
for i=1:n
    for y=1:h
        for x=1:w
            xx=mod((x-1)+b*(y-1),N)+1;   %mod取余操作，(a,b)就是a除以b的余数
            yy=mod(a*(x-1)+(a*b+1)*(y-1),N)+1;
            imgnnn(yy,xx)=img(y,x);
        end
    end
    img=imgnnn;
end
imgnnn = uint8(imgnnn);

figure(3)
imshow(img,[])%置乱后的图片
title('置乱后的图片 a=1;b=1，n=10');
imwrite (imgnnn,'置乱后的图片.bmp');  %生成图像保存功能

%% 逆置乱复原
img2=imread('置乱后的图片.bmp');%读取置乱图片
for i=1:n
    for y=1:h
        for x=1:w
            xx=mod((a*b+1)*(x-1)-b*(y-1),N)+1;%matlab索引中不能是0，要从1开始
            yy=mod(-a*(x-1)+(y-1),N)+1  ;
            imgnnn(yy,xx)=img2(y,x);
        end
    end
    img2=imgnnn;
end
imgnnn = uint8(imgnnn);
figure(4)
imshow(imgnnn,[])
title('逆置乱的复原图片');
imwrite(imgnnn,'逆置乱的复原图片.bmp');%生成图像保存功能