[發明專利]一種基于JPEG圖像的加密與特征提取方法

在審

• 申請號: 202010111838.3
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111325807A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 夏志華;唐健;付章杰;孫星明
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00;G06T1/00;G06K9/46
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.一種基于JPEG圖像的加密與特征提取方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1，對原始JPEG圖像進行解碼，得到圖像的VLI編碼和量化表；

S2，對圖像的VLI編碼和量化表進行流加密，將加密后的圖像上傳到云服務器；

S3，云服務器接收到加密圖像后，解碼加密的JPEG圖像，得到圖像的VLI編碼；

S4，云服務器還原Y、U、V三個通道的量化DCT系數矩陣，分別記為D_Y,D_U,D_V；

S5，將矩陣D_Y,D_U,D_V中的每一個元素根據VLI碼表轉換為其相應的組號索引值，轉換后得到的矩陣記為R_Y,R_U,R_V；

S6，對矩陣R_Y,R_U,R_V中的元素進行截斷處理，處理后的矩陣記為R′_Y,R′_U,R′_V；

S7，將矩陣R′_Y,R′_U,R′_V劃分為a×b的塊，將塊中包含的a×b個元素按指定方向重新排列成一個序列S；

S8，將序列S作為一條馬爾可夫鏈，計算每一條序列S的狀態轉移概率矩陣M；

S9，在Y、U、V三個通道內計算平均狀態轉移概率矩陣M′_Y,M′_U,M′_V并連接形成d維的特征MM。

2.根據權利要求1所述的一種基于JPEG圖像的加密與特征提取方法，其特征在于：所述步驟S2，對VLI編碼進行流加密，加密算法為：

式中，V為原圖像的VLI碼，V′為加密后的VLI碼，e^V是加密密鑰，為異或操作，←為賦值操作。

3.根據權利要求2所述的一種基于JPEG圖像的加密與特征提取方法，其特征在于：所述步驟S2，對量化表進行流加密，所述量化表包括亮度量化表和色差量化表，加密算法為：

式中，Quan_Y為亮度量化表，Quan_UV為色度量化表，e^Y和e^UV分別是相應量化表的加密密鑰。

4.根據權利要求1所述的一種基于JPEG圖像的加密與特征提取方法，其特征在于：所述步驟S6，截斷算法表示如下：

式中，T為截斷閾值，r_Y,r_U,r_V分別為矩陣R_Y,R_U,R_V中的元素，r′_Y,r′_U,r′_V分別為矩陣R′_Y,R′_U,R′_Y中的元素。

5.根據權利要求1-4任一所述的一種基于JPEG圖像的加密與特征提取方法，其特征在于：所述步驟S8，Y通道上的狀態轉移概率矩陣M_Y的計算方法為：

式中，x,y均為整數，取值范圍為[0,T]，T為截斷閾值；S_t為第t條重排序列；當q成立時δ(q)＝1，否則δ(q)＝0；i為a×b塊的索引，i＝1,2,…,blknum_Y,blknum_Y為矩陣R′_Y內a×b塊的個數；對于任意的i，是一個(T+1)×(T+1)維的矩陣；

U、V通道的狀態轉移概率矩陣M_U,M_V的計算方法與Y通道相同。

6.根據權利要求5所述的一種基于JPEG圖像的加密與特征提取方法，其特征在于：所述步驟S9，平均狀態轉移概率矩陣計算方法為：

MM＝[M′_Y,M′_U,M′_V] (7)

式中，MM為密文圖像特征，blknum_Y，blknum_U和blknum_V分別為矩陣R′_Y,R′_U,R′_V的a×b塊的塊數；特征MM的維度d＝3×(T+1)×(T+1)，T為截斷閾值。