[发明专利]基于多相位迭代算法的秘密图像共享方法

说明书

本发明提供基于多相位迭代算法的秘密图像共享方法，属于图像信息安全技术领域。本发明利用多相位迭代算法把秘密图像分解成多个随机的纯相位编码：设定初始随机相位，从k＝1开始重复执行下述过程直至k达到预设的迭代次数：由第k‑1组随机相位经过m次菲涅尔变换后得到输出端的复振幅S^k‑1，再由S^k‑1计算得到在恢复过程中，当各组相位编码按照顺序排列，在平行光的照射下，接收端的光强探测器能够直接恢复该秘密图像。本发明解决了现有秘密图像共享技术会导致图像的质量降低、运算效率较低的问题。本发明可用于秘密图像的安全共享。

技术领域

本发明涉及秘密图像共享方法，属于图像信息安全技术领域。

背景技术

为了保护图像信息的安全与传输，如图像隐藏，图像水印及图像加密已经被广泛研究。不同于这些技术，一种秘密共享方案把一个秘密共享成n个影子，此时，这个秘密可以从任意k个影子中恢复，但是从k-1或更少的影子是无法恢复信息的。

Shamir首次提出一种(k,n)秘密共享方案，k≤n，将一个秘密数据隐藏在一个(k-1)次多项式的常数项中，进而产生影子。随后，Thien和Lin扩展了Shamir的方案到秘密图像共享中，为了减小影子的尺寸，将多项式的所有系数用于嵌入秘密图像的像素值来生成n个份额图像。这样影子图像的尺寸就减小到原始秘密图像的1/k倍。在恢复阶段，则可以由任意k个影子通过拉格朗日插值来重建秘密图像。自此，各种各样的秘密图像共享方案被相继提出。例如为了提高效率，Feng和Peng等提出一次可以共享多幅秘密图像的方案。为了防止攻击者假冒合法用户获得资源的访问权限，Liu提出了具有身份验证的秘密图像共享方案。Cheng提出减小影子图像尺寸的方案，所生成小尺寸份额图像的图像秘密共享方法，具有节省存储空间、降低管理成本、加快传输速度、节省带宽和提高数据隐藏效率等优点。最近，Huang和Liu提出一种渐进秘密图像共享方案，其秘密图像的信息量或分辨率可随着影子的增多被逐渐的得到恢复。

上面所提到的方案都基于Shamir的多项式插值或者扩展版而提出的，这样的方案在应用中可能会遇到如下的问题：

1、直接将秘密共享方法应用到图像秘密共享上，会出现份额图像(影子)尺寸过大(原始秘密图像尺寸的2～3倍)、运算性能较低的状况。

2、部分方案利用宿主图像的像素作为多项式的输入值，如果出现某些像素相同的情况，就需要修改这些值以保证输入值的互异性，而这样会导致图像的质量降低。

3、通常情况下，由于选取的模数为251(小于256的最大素数)，为了实现所有像素点的共享，就必须将大于250的像素点灰度值转化为250(小于251的数值)。但随着对原始图像的改动，图像也产生了质量损失。

发明内容

本发明为解决现有秘密图像共享技术会导致图像的质量降低、运算效率较低的问题，提供了基于多相位迭代算法的秘密图像共享方法。

本发明所述基于多相位迭代算法的秘密图像共享方法，通过以下技术方案实现：

步骤一、利用多相位迭代算法把秘密图像分解成多个随机的纯相位编码：

步骤一一、设定初始随机相位m为影子数目；令k＝1；

步骤一二、由第k-1组随机相位经过m次菲涅尔变换后得到输出端的复振幅S^k-1；

步骤一三、由S^k-1计算得到

步骤一四、若k<n，使k＝k+1，并重复步骤一二至步骤一三；若k＝n，进入步骤一五；其中，n为预设的迭代次数；

步骤一五、由第n组随机相位得到Sⁿ；