[發(fā)明專利]一種密文JPEG圖像的檢索方法及應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112417190A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮齊華;翁健;黃斐然;李佩雅;盧植勛
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號: G06F16/58
• 分類號: G06F16/58;G06F21/60
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開了一種密文JPEG圖像的檢索方法及應(yīng)用，該方法的步驟包括：獲取明文圖像及相應(yīng)的DC系數(shù)和AC系數(shù)，對明文圖像進行圖像加密，在熵編碼生成比特流是對比特流加密，得到加密的JPEG比特流，并在加密的JPEG比特流中提取特征；解析密文JPEG比特流提取特征，提取DC系數(shù)和AC系數(shù)的哈夫曼碼直方圖作為特征；構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將密文圖像的哈夫曼碼直方圖特征輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；輸入待檢索圖像加密后的密文圖，將密文圖的哈夫曼碼直方圖特征輸入到訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，輸出與待檢索圖像相似的密文圖像。本發(fā)明在提升圖像檢索精度的同時也保證了JPEG圖像格式兼容性和加密性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像加密和檢索技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種密文JPEG圖像的檢索方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，由于數(shù)字服務(wù)的快速發(fā)展，大量的圖像在各種社交網(wǎng)絡(luò)上分享，如Facebook和Instagram。通常，圖像數(shù)據(jù)包含豐富的信息，可以用于不同的目的，例如特征提取和圖像檢索。隨著云計算的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的本地存儲模式，滿足了用戶將海量的圖像數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器的需求，同時又允許用戶隨時隨地的取用。雖然云計算給用戶帶來了極大的便利，但是出于數(shù)據(jù)隱私保護的考慮，數(shù)據(jù)在上傳之前往往被加密處理，傳統(tǒng)的圖像加密算法阻礙了進一步有意義的操作，對加密圖像數(shù)據(jù)的可行性檢索造成了威脅。因此，開發(fā)能夠提供隱私保護和有效檢索的檢索技術(shù)就顯得非常迫切。由于JPEG是各種社交網(wǎng)絡(luò)平臺以及數(shù)碼相機使用的圖像格式的主要形式，對加密的JPEG圖像進行檢索無疑具有重要的現(xiàn)實意義。該方案的目的是解決加密域內(nèi)的圖像檢索問題，同時保證JPEG圖像的格式遵從性和文件大小。

目前為止，有很多密文圖像檢索技術(shù)被提出來了，但是有些技術(shù)造成了信息泄露，有些技術(shù)檢索效率和性能低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷與不足，本發(fā)明提供一種密文JPEG圖像的檢索方法，本發(fā)明提取密文圖的哈夫曼碼直方圖作為特征，可以防止信息泄露，因為密文圖的哈夫曼碼直方圖已經(jīng)改變了，和明文圖不一樣，在提升精度的同時也保證了JPEG圖像格式兼容性和加密性能。

本發(fā)明的第二目的在提供一種密文JPEG圖像的檢索系統(tǒng)。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種存儲介質(zhì)。

本發(fā)明的第四目的在于提供一種計算設(shè)備。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種密文JPEG圖像的檢索方法，包括下述步驟：

獲取明文圖像及相應(yīng)的DC系數(shù)和AC系數(shù)，對明文圖像進行圖像加密，在熵編碼生成比特流是對比特流加密，得到加密的JPEG比特流，并在加密的JPEG比特流中提取特征；

解析密文JPEG比特流提取特征，提取DC系數(shù)和AC系數(shù)的哈夫曼碼直方圖作為特征；

構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將密文圖像的哈夫曼碼直方圖特征輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

輸入待檢索圖像加密后的密文圖，將密文圖的哈夫曼碼直方圖特征輸入到訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，輸出與待檢索圖像相似的密文圖像。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述對明文圖像進行圖像加密，先將明文圖從RGB轉(zhuǎn)換成YUV色彩空間，分別對各個分量進行采樣和加密，具體步驟包括：

將圖像分量分割成多個不重疊的塊并隨機打亂，對每個塊做DCT變換和熵編碼；

對塊內(nèi)AC系數(shù)進行置亂加密和流加密：

對DC系數(shù)進行流加密。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述將圖像分量分割成多個不重疊的塊并隨機打亂，所述隨機打亂采用一個標(biāo)準(zhǔn)的密鑰流k_B打亂，在量化的時候采用相同的量化因子。