[發(fā)明專利]一種圖像壓縮加密方法和云輔助解密方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010836619.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112134681B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柴秀麗;付江豫;田野;王音景;甘志華;路楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/00
• 分類號(hào): H04L9/00;H04L29/06;H04L9/06
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強(qiáng)

1.基于壓縮感知和光學(xué)變換的圖像壓縮加密方法，其特征在于，包括：

步驟1：根據(jù)明文圖像P生成的哈希密鑰和初始密鑰分別利用LTS系統(tǒng)和2D-LASM系統(tǒng)生成混沌序列，其中LTS系統(tǒng)用于生成混沌序列U₁和K₁，LTS系統(tǒng)是指Logistic-tent系統(tǒng)，2D-LASM系統(tǒng)用于生成混沌序列X₁、Y₁、Z₁和W₁，2D-LASM系統(tǒng)是指2D Logistic-adjusted-Sine映射系統(tǒng)；所述明文圖像P的大小為M×M；

步驟2：利用離散小波變換將所述明文圖像P分成1個(gè)近似分量LL和3個(gè)細(xì)節(jié)分量HL、LH和HH，每個(gè)分量的大小為m×m，m＝M/2；

步驟3：利用混沌序列X₁對(duì)所述近似分量LL進(jìn)行無(wú)損加密，得到加密后矩陣LL₁；利用混沌序列U₁和K₁對(duì)所述細(xì)節(jié)分量HL、LH和HH進(jìn)行有損加密，得到加密后矩陣H₁；

步驟3中的利用混沌序列X₁對(duì)所述近似分量LL進(jìn)行無(wú)損加密，得到加密后矩陣LL₁具體為：

步驟3.1：首先把近似分量LL變成一個(gè)一維序列l(wèi)₁，然后對(duì)混沌序列X₁進(jìn)行升序排序以得到置亂索引序列s₁，通過(guò)公式(5)使用s₁對(duì)l₁進(jìn)行置亂以獲得序列l(wèi)₂：

l₂(s₁(t))＝l₁(t) (5)

其中，t表示混沌序列X₁排序后的元素索引；

步驟3.2：對(duì)序列l(wèi)₂重新組合生成大小為m×m的矩陣LL₁；

步驟3中的利用混沌序列U₁和K₁對(duì)所述細(xì)節(jié)分量HL、LH和HH進(jìn)行有損加密，得到加密后矩陣H₁具體為：

步驟3.3：利用離散小波變換稀疏基ψ按照公式(6)對(duì)3個(gè)細(xì)節(jié)分量HL、LH和HH稀疏化處理得到三個(gè)稀疏系數(shù)矩陣HL₁、LH₁和HH₁：

其中，ψ′表示矩陣ψ的轉(zhuǎn)置；

步驟3.4：分別利用混沌序列U₁和K₁構(gòu)造得到大小為m×m的隨機(jī)矩陣Φ₀₁和Φ₀₂，將Φ₀₁和Φ₀₂組合成一個(gè)非重疊的2m×m的矩陣Φ₀；同時(shí)從混沌序列U₁中選取長(zhǎng)度為1×2m的序列U_m，對(duì)序列U_m進(jìn)行升序排列以得到索引序列s₂；然后利用索引序列s₂對(duì)矩陣Φ₀進(jìn)行行置亂；最后選取置亂后矩陣的前m行構(gòu)造得到m×m的測(cè)量矩陣Φ；

步驟3.5：將測(cè)量矩陣Φ分割成三個(gè)非重疊的測(cè)量矩陣Φ₁、Φ₂和Φ₃，利用測(cè)量矩陣Φ₁、Φ₂和Φ₃按照公式(7)對(duì)三個(gè)稀疏系數(shù)矩陣HL₁、LH₁和HH₁進(jìn)行測(cè)量得到三個(gè)測(cè)量值矩陣HL₂、LH₂和HH₂：

其中，矩陣Φ₁、Φ₂和Φ₃的大小分別為m₁×m、m₂×m和m₃×m；m₁＝m/2，m₂＝m/4，m₃＝m/4；

步驟3.6：將三個(gè)測(cè)量值矩陣HL₂、LH₂和HH₂按照公式(8)組合到一起得到大小為m×m的矩陣H₁：

步驟4：將加密后矩陣LL₁和H₁合并成一個(gè)復(fù)數(shù)域矩陣LLH₁，并利用根據(jù)混沌序列X₁、Y₁、Z₁和W₁得到的兩個(gè)隨機(jī)相位掩碼矩陣對(duì)復(fù)數(shù)域矩陣LLH₁進(jìn)行雙隨機(jī)相位編碼得到矩陣LL₂和H₂；

步驟5：對(duì)矩陣LL₂和H₂進(jìn)行量化，得到量化后矩陣LL₃和H₃；

步驟6：利用混沌序列Z₁對(duì)量化后矩陣LL₃和H₃進(jìn)行隨機(jī)像素置亂，得到置亂后矩陣LL₄和H₄；

步驟7：將置亂后矩陣LL₄和H₄重新組合生成序列B，利用混沌序列X₁、Y₁、Z₁和W₁對(duì)序列B進(jìn)行擴(kuò)散，得到密文圖像C。