[發明專利]基于傅里葉單像素成像和雙邏輯映射的多圖像認證方法

在審

• 申請號: 202310239804.6
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116248400A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 隋連升;曾添羽;肖照林;王戰敏
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L9/00;H04L9/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

1.基于傅里葉單像素成像和雙邏輯映射的多圖像認證方法，其特征在于，包括加密過程和解密過程；

加密過程的具體步驟為：

步驟1，使用一維邏輯映射生成隨機序列X，并對隨機序列X按升序排列，得到新序列X′，并將隨機序列X與新序列X′進行映射，得到地址碼A；

步驟2，選擇傅里葉空間頻率M_SF并將M_SF上半部分按照從左到右，從上到下順序的排列，得到由空間頻率組成的元組序列V，并根據步驟1得到的地址碼A對元組序列V進行映射得到序列V′，將序列V′平均分成L組后，得到L組序列V′_(i)；

步驟3，將步驟2得到的每組序列V′_(i)通過傅里葉基圖案生成公式得到灰度模式，對灰度模式使用雙線性插值算法得到擴展灰度模式，再使用Floyd-Steinberg誤差擴散抖動算法對每個擴展灰度模式進行二值化，得到二值化的傅里葉正弦模式P_(i)；

步驟4，按照步驟2得到的每組序列V′_(i)的順序，用步驟3得到的二值化的傅里葉正弦模式P_(i)對原始目標圖像Q_(i)進行順序照射，再用單像素檢測器收集總響應D_(i)；

步驟5，使用一維邏輯映射生成隨機序列Y，并對隨機序列Y升序排列，得到新序列Y′，并將隨機序列Y與新序列Y′進行映射，得到地址碼B；

步驟6，將步驟4得到的所有原始目標圖像Q_(i)的總響應值進行串聯，得到一個由反射光強度組成的實值序列，將實值序列與步驟5得到的地址碼B進行映射，得到密文C；

解密過程的具體步驟為：

步驟S1，使用一維邏輯映射生成隨機序列Y，并對隨機序列Y升序排列，得到新序列Y′，并將隨機序列Y與新序列Y′進行映射，得到地址碼B；

步驟S2，根據步驟S1得到的地址碼B對密文C進行逆映射，得到逆映射后的密文，將逆映射后的密文分為L組，對于原始目標圖像Q_(i)，得到了由反射光強度組成的總響應D_(i)；

步驟S3，將步驟S2得到的總響應D_(i)進行從前向后的掃描，每提取四個值為一組，即(D₀,D_π/2,D_3π/2,D_π)，通過公式(7)計算提取的每組值的傅里葉頻譜系數F_(i)；

F(f_x,f_y)＝{D₀(f_x,f_y)-D_π(f_x,f_y)+j[D_π/2(f_x,f_y)-D_3π/2(f_x,f_y)]}/(2bk)????(7)

式(7)中，k是一個取決于探測器的大小和位置的因素，b為對比度，(f_x,f_y)為空間頻率M_SF；

步驟S4，使用一維邏輯映射生成隨機序列X，并對隨機序列X′升序排列，得到新序列X′，并將隨機序列X與新序列X′進行映射，得到地址碼A；

步驟S5，將步驟S3得到的所有的傅里葉頻譜系數F_(i)進行串聯，得到稀疏傅里葉頻譜系數序列F，根據步驟S4得到的地址碼A對稀疏傅里葉頻譜系數序列F進行逆映射，得到逆映射后的稀疏傅里葉頻譜系數序列，根據逆映射后的稀疏傅里葉頻譜系數序列將傅里葉頻譜系數從左到右、從上到下的順序排列；

步驟S6，根據步驟S5排列的傅里葉頻譜系數進行補充，得到完整的稀疏傅里葉頻譜系數，對完整的稀疏傅里葉頻譜系數進行二維傅里葉逆變換，得到一個包含原始目標圖像信息的有噪聲的重構結果；

步驟S7，對步驟S6得到的重構結果與原始目表圖像進行非線性相關認證；

步驟S8，將步驟S7進行的非線性相關認證進行后處理，得到的非線性相關認證圖；

步驟S9，根據步驟S8得到的非線性相關認證圖進行認證，若認證圖的中心有一個明顯的尖峰或者中心強度值相對于其它位置很突出，則認證成功；若認證圖為雜亂無章的狀態或中心位置沒有明顯的尖峰，則認證失敗，說明待認證圖像與原始目標圖像毫無關聯。