[發明專利]基于行復用壓縮鬼成像與異或運算的光學圖像加密方法

在審

• 申請號: 201710817670.6
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107564074A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 孟祥鋒;李顯業;王玉榮
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 王緒銀

1.一種基于行復用壓縮鬼成像與異或運算的光學圖像加密方法，其特征是，包括光學信息加密和計算解密兩個過程：

(1)光學信息加密過程：加密者將所要待加密的信息各自以圖像的形式存儲，將待加密的圖像采用整數型小波變換變換到小波域并稀疏化，得到稀疏圖像；將稀疏圖像置亂并異或到同一幅異或圖像中，同時生成相應的置亂密鑰和異或密鑰；將異或圖像置于行復用壓縮鬼成像的物面，采用二值隨機矩陣作為測量密鑰對其進行壓縮成像得到光強序列；加密者將光強序列作為密文公布，將置亂密鑰、異或密鑰和測量密鑰作為密鑰組以秘密的方式發送給授權接收者；

(2)計算解密過程：授權接收者首先將接收到的密文與測量密鑰采用壓縮感知重構算法計算得到異或圖像，異或圖像與異或密鑰依次獲得各個置亂圖像，置亂圖像與置亂密鑰依次解密并對結果進行反小波變換，即獲得解密信息。

2.根據權利要求1所述的基于行復用壓縮鬼成像與異或運算的光學圖像加密方法，其特征是，所述光學信息加密過程，具體包括以下步驟：

(1)加密者將待加密的信息各自以圖像的形式承載，記為I_i，下標i代表圖像計數，i∈[1:n]，并將一系列圖像分別進行整數型離散小波變換得到變換圖像，并對變換圖像選擇合適的稀疏閾值進行稀疏化；

(2)分別將系列稀疏化后的圖像中的非零元素隨機置亂到相同的索引位置，得到系列置亂圖像，記為S_i，并建立與置亂圖像對應反置亂的索引矩陣作為置亂密鑰，記為SK_i；

(3)將置亂圖像S_i異或在一起獲得異或圖像X，即

(4)分別對不同的置亂圖像，按照生成不同的異或密鑰XK_i；

(5)將異或圖像X放于行復用壓縮鬼成像的物面上，采用二值隨機矩陣作為測量密鑰MK，對其進行壓縮成像，探測輸出面光強信息，得到壓縮結果；

(6)將壓縮結果作為密文公開發布，將置亂密鑰、異或密鑰和測量密鑰依據不同的加密信息，發送給不同的信息接收者。

3.根據權利要求1所述的基于行復用壓縮鬼成像與異或運算的光學圖像加密方法，其特征是，所述計算解密過程，具體包括以下步驟：

(1)信息接收者在獲得密文與密鑰后首先使用密文和測量密鑰經過壓縮感知重構算法重構出異或圖像X；

(2)采用自己獲得的異或密鑰XK_i，通過恢復獲得相應的置亂圖像S_i；

(3)采用恢復的置亂圖像S_i與對應的置亂密鑰SK_i解密獲得稀疏圖像；

(4)將獲得的稀疏圖像進行反小波變換，即獲得解密后的密文圖像。