[发明专利]基于二维压缩感知的两幅彩色图像压缩加密方法

摘要

本发明提供一种基于二维压缩感知的两幅彩色图像压缩加密方法。该方法包括两个阶段：在第一阶段，利用二维压缩感知对两幅彩色明文图像进行压缩测量，然后对测量值进行置乱、量化，得到压缩后的密文图像。在第二阶段，首先对彩色载体图像归一化，再将密文图像嵌入到归一化后的彩色载体图像的颜色三分量中的两个分量，同时将与明文相关的密钥参数嵌入到彩色载体图像的另一个颜色分量中，接着通过重新组合彩色载体图像的颜色三分量，最终获得视觉上安全的密文图像。本发明可以同时实现两幅彩色图像的数据安全和外观安全。

主权项

1.基于二维压缩感知的两幅彩色图像压缩加密方法，其特征在于，包括：步骤1：分别提取第一幅彩色明文图像P₁和第二幅彩色明文图像P₂的颜色三分量，记为第一组颜色三分量和第二组颜色三分量，并使用二维离散小波变换分别对两组颜色三分量进行稀疏化；其中，P₁和P₂的大小均为M×N且M＝N；步骤2：根据两幅彩色明文图像的两组颜色三分量分别计算得到与所述两幅彩色明文图像相关的第一组信息参数和第二组信息参数；步骤3：利用LSS混沌系统和克罗内克积生成测量矩阵，并对所述测量矩阵进行优化；步骤4：利用优化后的测量矩阵分别对稀疏化后的两组颜色三分量进行二维压缩感知，得到对应的第一组压缩感知测量序列和第二组压缩感知测量序列；步骤5：利用六维超混沌系统分别对两组压缩感知测量序列进行置乱操作，得到对应的第一组置乱矩阵和第二组置乱矩阵，并将两组置乱矩阵中元素值小于预设阈值TS的元素值改为0，得到修正后的两组置乱矩阵；步骤6：对修正后的两组置乱矩阵分别进行量化，将元素值转化到0到255之间，得到对应的第一组量化矩阵和第二组量化矩阵；步骤7：提取图像归一化后的彩色载体图像F′的颜色三分量，记为第三组颜色三分量；其中，彩色载体图像F′的大小为M×N；步骤8：利用第一幅彩色明文图像的SHA256函数生成256位哈希值，并将所述256位哈希值每8位一组转化为32个十进制数k₁，k₂，…，k₃₂，将所述32个十进制数记为哈希值K；步骤9：将与两幅彩色明文图像相关的第一组信息参数和第二组信息参数按照设定的参数转换规则分别转换为第一组整数集合和第二组整数集合，其中，所述第一组整数集合和所述第二组整数集合均包含L个整数；步骤10：将第三组颜色三分量中的其中一个分量的前(32+2L)个像素值替换为所述哈希值K和2L个整数，得到含有密钥参数信息的第一密文矩阵；步骤11：将第三组颜色三分量中的另外两个分量进行DWT分解，并将分解后得到的矩阵进行分块，得到对应的第一组载体矩阵和第二组载体矩阵；步骤12：将所述第一组量化矩阵和第二组量化矩阵分别嵌入到两组载体矩阵中，得到含有密文图像信息的第二密文矩阵和第三密文矩阵；步骤13：将所述第一密文矩阵、第二密文矩阵和第三密文矩阵进行组合，得到与两幅彩色明文图像对应的视觉安全图像。