[发明专利]一种基于半张量积压缩感知的双图像压缩加密方法

权利要求书

1.一种基于半张量积压缩感知的双图像压缩加密方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)预处理过程：对输入的两幅图像分别进行稀疏化处理，生成两个稀疏化的系数矩阵；

(2)置乱过程：对步骤(1)中两个稀疏系数矩阵分别利用不同的混沌序列作混沌置乱处理，得到两个新系数矩阵；

(3)半张量积压缩测量过程：构造半张量积测量矩阵，利用半张量积压缩感知方法对步骤(2)得到的两个新系数矩阵进行测量，从而得到压缩及初步加密的中间密文图像；

(4)扩散过程：对步骤(3)中生成的两幅中间密文图像分别采用位平面重组、DNA平面重组和DNA随机编码的方法进一步增强加密效果，得到最终的密文图像；

(5)解密过程：对步骤(4)的两幅密文图像采用DNA随机编码、DNA平面重组、位平面重组的方法首先初步还原两幅中间明文图像，随后利用并行SL₀算法重构出已置乱的稀疏系数矩阵，最后分别采用混沌逆置乱方法获得两幅原始明文图像。

2.如权利要求1所述的基于半张量积压缩感知的双图像压缩加密方法，其特征在于，步骤(1)中，对输入的两幅图像P1和P2，分别进行稀疏化处理，生成两个稀疏化的系数矩阵，具体为：对输入的两幅图像分别使用二级离散“Haar”小波进行小波变换处理，得到两个在小波域上稀疏的系数矩阵；对系数矩阵作自适应稀疏化处理，将这两个系数矩阵中小于τ的系数均置为0，生成两个更加稀疏的系数矩阵P1¹和P2¹，其中，τ表示除去二级近似系数cA₂以外，其他所有小波系数的均值。

3.如权利要求1所述的基于半张量积压缩感知的双图像压缩加密方法，其特征在于，步骤(2)中，对步骤(1)中两个稀疏系数矩阵分别利用不同的混沌序列作混沌置乱处理，得到两个新系数矩阵具体为：对步骤(1)中的两个稀疏系数矩阵P1¹和P2¹分别进行混沌置乱，生成稀疏系数分布均匀的矩阵P1²和P2²，其中，矩阵P1¹使用密钥K1进行置乱，P2¹使用密钥K2置乱。

4.如权利要求1所述的基于半张量积压缩感知的双图像压缩加密方法，其特征在于，步骤(3)中，构造半张量积测量矩阵，利用半张量积压缩感知方法对步骤(2)得到的两个新系数矩阵进行测量，从而得到压缩及初步加密的中间密文图像具体为：计算STP测量矩阵，利用STP-CS进行压缩和初步加密，使用密钥K3和以下公式生成规范化的STP测量矩阵Φ_STP：

Φ＝reshape{1-2K₃,m_STP，n_STP}

对步骤(2)中已置乱的稀疏系数矩阵P1²和P2²使用相同测量矩阵Φ_STP进行压缩加密和量化，得到中间密文图像P1³和P2³，以及密文相关的量化密钥K1_max、K1_min、K2_max和K2_min，P1³和P2³的尺寸均为m_STP为STP测量矩阵的行数，n_STP为STP测量矩阵的列数。