[發明專利]一種基于數據打包技術的加密域圖像分割優化方法

有效

• 申請號: 202011197779.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112288757B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 陳德霖;張冬傲;鄭培嘉
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/136;G06T1/00;G06F21/60
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

1.一種基于數據打包技術的加密域圖像分割優化方法，其特征在于，包括：

S1.隱私服務提供商生成公鑰pk和私鑰sk，將公鑰pk和私鑰sk均發送至客戶端，并將私鑰sk發送給圖像分割執行服務器；

S2.客戶端利用公鑰pk對圖像進行加密并進行數據打包，壓縮加密圖像尺寸，并將加密打包后的圖像發送至圖像分割執行服務器；

步驟S2所述的數據打包，壓縮加密圖像尺寸的過程為：

客戶端利用公鑰pk對圖像加密后形成加密圖像尺寸為s_m×s_n，將加密圖像分割成相同尺寸大小的L塊圖片，表示為：I⁰，I¹，…，I^L-1，執行公式：

其中，i＝0，1，…，利用公鑰pk對I^P打包成尺寸為的壓縮圖像表示壓縮圖像的尺寸參數，t，Q均表示打包參與參數，I^k(i，j)表示第k塊圖片中索引為(i，j)的圖像的像素值；

步驟S2之后，步驟S3之前還包括：圖像分割執行服務器將壓縮圖像進行高斯濾波，高斯濾波后的結果表示為滿足：

保留乘法運算結果，表示為：

其中，m＝0，1，…，s_m；n＝0，1，…，s_n，均表示圖像尺寸參數，G為高斯濾波模板，Q為高斯濾波模板量化參數，s_g為高斯濾波模板尺寸；

S3.圖像分割執行服務器與隱私服務提供商之間通過多方安全計算及亂碼電路技術進行交互，獲取加密分割圖像；

步驟S3所述圖像分割執行服務器與隱私服務提供商之間通過多方安全計算及亂碼電路技術進行交互的過程包括：對高斯濾波后的加密打包數據進行比較，步驟為：

S31.以水平方向的Sobel濾波模板G_x為例，圖像分割執行服務器構建兩個臨時模板：模板系數為正的部分表示為和模板系數為負的部分表示為構建公式為：

其中，和分別是水平方向Sobel卷積核中系數為正和負的部分，

S32.圖像分割執行服務器生成兩個隨機數α₊、α_-，并執行公式對兩個隨機數打包：

其中，表示隨機數α₊進行數據打包后的值；表示隨機數α_-進行數據打包后的值，基于打包后的隨機數，圖像分割執行服務器生成中間密文及垂直分別滿足：

圖像分割執行服務器將中間密文及發送至隱私服務提供商：

S33.隱私服務提供商利用私鑰sk對中間密文及進行解密，分段得到和并利用隨機數α₁生成集合{δ}，集合{δ}中任意一個值δ_i滿足：

其中，i＝0，1，…，L-1，c為額外變量，c∈{0，1}，為隱私服務提供商隨機挑選；

S34.根據隨機數α₊、α_-，圖像分割執行服務器計算中間參數σ₀及σ₁，滿足：σ₀＝α₊-α_-，σ₁＝α_--α₊，然后通過隨機數α₂修飾σ_i，公式為：

其中，表示修飾后的σ_i，i＝0，1；圖像分割執行服務器與隱私服務提供商之間執行茫然傳輸后，圖像分割執行服務器持有隱私服務提供商持有δ_i；

S35.由圖像分割執行服務器創建亂碼電路，生成一個對應帶額外輸入的比較電路C的加密亂碼電路表GCT，另一方對亂碼電路表GCT解碼，以持有值及δ_i計算最終電路的輸出基于比較亂碼電路完成加密打包數據的比較，圖像分割執行服務器獲取比較結果r∈{0，1}；

S4.圖像分割執行服務器將加密分割圖像發送給客戶端，客戶端解密后得到最終邊緣圖像。