[发明专利]一种1比特图像压缩加密方法

权利要求书

1.一种1比特图像压缩加密方法，其特征在于，先将原始图像进行二维离散小波变换，得到稀疏系数矩阵；之后使用随机置换矩阵对稀疏系数进行置换；再利用高斯随机矩阵对置换后的稀疏系数矩阵进行投影测量，得到测量值；最后对测量值进行1比特量化得到密文；具体包括如下步骤：

1)对原始二维图像进行二维离散小波变换：

A＝Ψ^TXΨ,

其中X是n×n的图像像素矩阵，Ψ为小波稀疏基，A为经过二维离散小波变换后的系数矩阵，所述的系数矩阵是系数矩阵；

2)对系数矩阵进行向量化，得到系数向量a：

a＝mat2vec(A),

其中mat2vec为矩阵向量化操作，将矩阵中的所有列首尾相连；

3)生成随机数种子s1，并作为密钥key1，使用随机数种子s1生成随机置换矩阵该矩阵为单位对角阵经过列随机置换得到；

4)使用随机置换矩阵P对系数向量a进行随机置换：

b＝P*a,

其中b为经过随机置换后的系数向量；

5)对经过随机置换后的系数向量b进行矩阵化：

B＝vec2mat(b),

其中vec2mat为向量矩阵化操作，即步骤2)中矩阵向量化操作mat2vec的逆操作；

6)生成随机数种子s2，并作为密钥key2，设置压缩感知的压缩比ρ，使用随机数种子s2生成伪随机高斯测量矩阵Φ∈R^ρn×n，其中R为实数集；

7)生成随机数种子s3，并作为密钥key3，使用随机数种子s3生成伪随机扰乱矩阵D∈R^ρn×n；

8)对步骤5)矩阵化得到的系数矩阵B逐列进行压缩加密：

Y＝ΦB+D,

其中Y∈R^ρn×n为压缩加密后的数据；

9)对压缩加密得到的数据Y进行1比特量化，得到最终密文数据Z∈{0,1}^ρn×n：

Z＝sign(Y),

其中sign为1比特量化操作，仅保留数据符号位，而丢弃幅度信息。

2.根据权利要求1所述的一种1比特图像压缩加密方法，其特征在于，步骤1)所述的对原始二维图像进行二维离散小波变换，是采用Daubechies小波构造稀疏基Ψ，或是采用Symlets小波构造稀疏基Ψ，或是采用Haar小波构造稀疏基Ψ。