[发明专利]基于超分辨率和加密域信息隐藏的渐进式图像分享方法

权利要求书

1.一种基于超分辨率和加密域信息隐藏的渐进式图像分享方法，其特征在于，步骤如下：

S1：针对待秘密分享的M×M大小原始灰度图像I，对其中包含指定的最敏感区域Θ的矩形图像进行切割，并在切割区域中填充无意义的图像内容，形成伪装图像I′；记录切割区域的对角线顶点坐标l；

S2：将待秘密分享的M×M大小的伪装图像I′分割成2×2大小的不重叠的子图像块；提取每个子图像块左上角的像素值，生成低分辨率的大小为的待秘密分享图像I′_low；

S3：将待秘密分享的图像I′_low输入到预训练好的RCAN超分辨率网络，生成高清图像I′_high；将原始伪装图像I′与高清图像I′_high通过差值运算计算二者之间的误差，生成误差图E＝I′-I′_high；

S4：按照S41～S44对误差图E中所有的预测误差进行Huffman编码压缩并获取图像恢复信息序列R：

S41：将M×M大小的误差图E分割成2×2大小的不重叠的子块；对每个子块提取除左上角像素以外的三个预测误差，形成预测误差序列ε；

S42：将预测误差序列ε输入到Huffman编码压缩器中，生成每个预测误差值对应的压缩编码，从而得到Huffman编码表；

S43：将预测误差序列ε中的每个预测误差值利用Huffman编码表中对应的压缩编码进行重新编码，生成新的预测误差编码序列ε′；同时，在重新编码过程中对Huffman编码表进行记录，记录方法为：按预测误差从小到大的顺序，以二进制记录相应压缩编码的长度及对应的压缩编码，生成二进制的Huffman编码表H；

S44：将二进制Huffman编码表H和预测误差编码序列ε′串联起来，并转换为8位十进制，生成图像恢复信息序列R；

S5：将待秘密分享图像I′_low输入到有限域GF(2⁸)秘密分享系统，设定(k，n)门槛值，并按照S51～S53的步骤生成n个分享加密图：

S51：将大小的待秘密分享图像I′_low分割成个1×2大小的不重叠的子块；

S52：对一个子块内的两个像素a₁和a₂，利用如下公式进行有限域GF(2⁸)的秘密分享：

F＝x⁸+x⁴+x²+x+1， (1)

x_i＝key_i+i，1≤i≤n， (3)

其中，在有限域GF(2⁸)的秘密分享方案中，F是一个八次多项式；f(x_i)为通过两个像素值a₁和a₂生成的n个分享像素的值，x_i为自变量；key_i为加密密钥，s₁，s₂，...，s_k-2为通过加密密钥生成的介于0～255的随机数，为异或运算符号，mod为取模运算；

S53：对S51中分割得到的每个子块进行如S52所述的秘密分享处理，将得到的所有分享像素合并，最终生成n个大小为的分享加密图像S₁，S₂，...，S_n；

S6：将每个大小为的分享加密图像用随机像素扩张为M×M大小的新分享图像，得到n个新分享图像S′₁，S′₂，...，S′_n；

S7：将图像恢复信息序列R经过有限域GF(2⁸)秘密分享系统，设定(n，n)门槛值生成n个分享图像恢复信息R₁，R₂，...，R_n，并将每个分享图像恢复信息嵌入到对应分享加密图像的随机像素位；

S8：将最敏感区域Θ和对角线顶点坐标l通过加密密钥Δ进行流密码加密，将加密后的最敏感区域Θ′经过有限域GF(2⁸)秘密分享系统，设定(n，n)门槛值生成n个分享最敏感区域Θ′₁，Θ′₂，...，Θ′_n，并将每个分享最敏感区域嵌入到对应分享加密图像的除分享图像恢复信息外的随机像素位，得到n个最终加密图像最后，将得到的最终加密图像分发给n个不同用户，实现秘密分享功能。