[發明專利]具有最小像素膨脹和最優對照度的圖像可視分存方法

有效

• 申請號: 200910242308.6
• 申請日: 2009-12-09
• 公開（公告）號: CN101751658A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 王道順;宋濤;李順東;陳渝
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;H04N7/16;G06F21/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 胡小永

技術領域

本發明涉及密鑰共享及圖像防偽領域，尤其涉及一種具有最小像素膨脹和最優對照度的圖像可視分存方法。?

背景技術

密碼系統的安全性依賴于其解密密鑰的安全保管，因此密鑰管理是密碼學的核心問題之一，完善的密鑰管理機制是系統安全性的重要因素。基于密鑰共享理論的密鑰分存管理機制實現了密鑰的分別存放，而部分擁有者掌握的密鑰丟失不影響密鑰的恢復和系統的安全性。從而提高了密鑰管理系統的安全性與實用性。但傳統的密鑰共享方案恢復密鑰的過程紛繁復雜，耗時長，導致實用性低。?

1994年，Naor和Shamir于歐洲密碼學年會上首先提出了可視分存方案(Visual?Secret?Sharing?Scheme，VSSS)，它是密鑰共享理論與技術的延伸，可以解決上述問題。該技術是把明文對應于圖像的像素值分存隱藏于其它圖像中，而在解密的過程是利用人類視覺對比的能力，從幾張重疊的投影片中判斷并辨識出正確的明文，它提供了一種全新的密鑰管理方法，達到了Shannon提出的完全保密的要求。?

在可視分存方案中，像素膨脹和對照度是衡量可視分存方案好壞的最重要的參數。像素膨脹越小，分享者需要攜帶的分存空間就越小；對照度越高，分享者恢復出來的圖像就越清晰可見。2004年，DuongQuang?Viet和Kaoru?Kurosawa首次在可視分存方案中引入反色技術，使得可視分存方案的對照度得到優化。實際生活中，利用復制設備就可以實現反色復制功能。近幾年來反色技術得到發展，但對照度得到優化的同時，帶來的弊端是像素膨脹過大。?

日常生活中的反色復制設備可以提供反色復制的功能，就是可以將白色復制成黑色，黑色復制成白色。利用邏輯運算式?利用反色復制設備可以實現兩張圖片的對位邏輯異或運算，運算式中S₁、S₂表示兩張圖片，OR表示邏輯或運算，即疊加操作，?表示對圖像S進行反色復制操作。

利用現有技術的可視分存方案具有對照度弱、像素膨脹大的缺點。?

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種具有最小像素膨脹和最優對照度的圖像可視分存方法，包括以下步驟：?

S1，利用基本矩陣構造基本矩陣集合：選取一個黑白圖像的(k，n)全黑的可視分存方案的矩陣作為n×m基本矩陣B₀、B₁，設符號C₀、C₁為基本矩陣B₀、B₁對應的基本矩陣集合；符號C⁽¹⁾，…，C^(g)表示g個基本矩陣集合，構造基本矩陣集合C^(q)的方式如下：?其中S₀∈C₀，S₁∈C₁，q＝1，…，g，基本矩陣為n×(m×(g-1))，記m′＝m×(g-1)；k表示解密灰度圖像S所需要的最少分享者人數，n表示分享者的總人數；?

S2，利用所述基本矩陣集合C⁽¹⁾，…，C^(g)對灰度圖像S進行加密；?

S3，利用反色復制的方法對灰度圖像S進行解密，得到圖片P。?

其中，所述步驟S2具體包括以下步驟：以如下方式逐點加密灰度圖像S中的像素點，?

S21，設像素點為q級灰度像素點，任取矩陣B∈C^(q)，將矩陣B的第i行記為(b_i，1b_i，2…b_i，m′)，i＝1，…，n；對(b_i，1b_i，2…b_i，m′)進行m次采樣，得到的采樣結果共m個，分別記為(b_i，1b_i，m+1…b_i，m(g-2)+1)，...，(b_i，mb_i，m+m…b_i，m(g-2)+m)；將采樣結果(b_i，jb_i，m+j…b_i，m(g-2)+j)，j＝1，…，m作為第j輪加密該像素點得到的秘密子像素塊；逐點加密完整個灰度圖像S后，將這些子像素塊組合得到分存圖片t_i，j，i＝1，…，n，j＝1，…，m；?