[发明专利]增强加密域JPEG图像对比度的方法及系统

说明书

本发明涉及一种增强加密域JPEG图像对比度的方法，包括：a.对图像持有者的JPEG图像进行加密处理，并将加密后的JPEG图像发送至远端服务器；b.对远端服务器接收到的加密JPEG图像进行对比度增强处理，并发送给图像使用者；c.对图像使用者收到的所述经过对比度增强处理的加密JPEG图像进行解密，得到对比度增强后的图像。本发明还涉及一种增强加密域JPEG图像对比度的系统。本发明能够对加密域的JPEG图像进行对比度增强，保护用户数据在远端服务器的隐私安全。

技术领域

本发明涉及一种增强加密域JPEG图像对比度的方法及系统。

背景技术

JPEG图像对比度增强处理用于增大图像亮暗部的对比度，改善图像的视觉质量，使细节更突出，以便于后续其他操作处理或用途。但对低码率的JPEG图像，因图像具有相应的压缩块效应，在增强时应防止块效应的一并增强，避免破坏图像的视觉质量。

现有JPEG图像增强算法按数据在哪个域进行处理，大致可分为两类：空域和变换域。基于空域的代表算法是直方图均衡化，它根据图像的直方图累计分布，对图像的灰度级进行重新映射，使图像像素灰度级尽可能地均匀分布，达到增强对比度的目的。变换域JPEG图像增强则通过调整变换系数，“间接”地增强图像对比度。由于图像的变换域系数有大量零值系数，而这些系数无需进行调整，因此变换域增强通常比空域增强的计算量要小；另外，由于变换域增强是在图像压缩后进行增强，因此不影响图像的压缩性能。由于JPEG压缩本身是在变换域进行的，因此变换域增强尤其适用于增强JPEG图像。

但是，现有JPEG图像对比度增强技术方案，处理的对象是非加密的JPEG图像，无法对加密图像进行增强。对不完全信任的远端服务商，通行的做法是用户先对JPEG图像进行加密，再传输到远端服务器进行处理，因此需要研究能够对加密图像进行增强的方法(即加密域图像增强)。若使用现有的JPEG图像对比度增强算法在远端服务器对非加密图像进行处理，则图像隐私数据存在被恶意窃取利用的风险。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种增强加密域JPEG图像对比度的方法及系统，其能够对加密域的JPEG图像进行对比度增强，保护用户数据在远端服务器的隐私安全。

本发明提供一种增强加密域JPEG图像对比度的方法，该方法包括如下步骤：a.对图像持有者的JPEG图像进行加密处理，并将加密后的JPEG图像发送至远端服务器；b.对远端服务器接收到的加密JPEG图像进行对比度增强处理，并发送给图像使用者；c.对图像使用者收到的所述经过对比度增强处理的加密JPEG图像进行解密，得到对比度增强后的图像。

具体地，所述步骤a具体包括：根据JPEG标准对图像持有者的JPEG图像进行解码，得到所述图像的系数矩阵C；根据秘钥Key1，产生一个尺寸为M*N在[-RR]上均匀分布的伪随机整数矩阵K，将所述系数矩阵C和所述整数矩阵K的元素逐项相加，得到系数扰动后的矩阵C'；将所述矩阵C'划分成8*8不重叠的分块，根据秘钥Key2以分块为单元进行置乱，得到置乱后的加密矩阵C″。

具体地，所述步骤b具体包括：将加密矩阵C″划分为不重叠的8*8子块，记为B_i，将每个8*8系数矩阵B_i按反对角线方向划分为15个频带，记为B_i,j，其中B_i,j表示第i个分块的第j个频带；对第i个分块第j个频带的系数进行增强处理：B′_i,j＝λ^j*B_i,j，i＝1,2,…,MN/64,j＝1,2,…,T，其中，B′_i,j表示增强处理后的频带，对于jT的频带，其系数保持不变；用调整后的频带B′_i,j替换B_i,j，放回加密矩阵C″对应的位置，得到加密域增强后的系数矩阵E。