[发明专利]基于半张量积压缩感知与DWT-HD-SVD嵌入的视觉安全图像加密方法

权利要求书

1.一种基于半张量积压缩感知与DWT-HD-SVD嵌入的视觉安全图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据明文图像信息生成二维混沌系统映射的参数及初始值；

根据混沌系统生成测量矩阵，并使用奇异值分解与列向量单位化对测量矩阵进行优化；

对明文图像进行小波分解得到稀疏化图像，并对该稀疏化图像进行双向交叉之字形置乱得到加密图像；

用优化后的测量矩阵对加密图像进行压缩测量，得到压缩图像；

对载体图像与压缩图像同时进行HD分解与SVD分解，将压缩图像嵌入载体图像得到最终的密码图像。

2.根据权利要求1所述的基于半张量积压缩感知与DWT-HD-SVD嵌入的视觉安全图像加密方法，其特征在于，所述根据明文图像信息生成二维混沌系统映射的参数及初始值，具体为：计算明文图像矩阵像素的行和S1、列和S2及对角线和S3，对行和S1、列和S2、对角线和S3及256位的外部密钥K分别使用哈希函数‘MD2’、‘MD5’、‘SHA384’、‘SHA512’，对得到的结果再次使用‘SHA256’哈希函数生成一个256位的序列H；

将序列H划分成32块,利用外部密钥K和序列H进行异或生成K’,将K’的前16位进行异或得到key1，后16位进行异或得到key2，将key1，key2作为混沌系统的初始值。

3.根据权利要求2所述的基于半张量积压缩感知与DWT-HD-SVD嵌入的视觉安全图像加密方法，其特征在于，根据混沌系统生成测量矩阵，具体为：使混沌系统参数a＝0.98，key1，key2迭代映射len+1000次，然后，丢弃前1000个序列，得到长度为len的混沌序列X；再将X改写为256*256的矩阵Φ，再将矩阵Φ与维度为2的单位阵进行张量积运算，扩展为512*512的测量矩阵M。

4.根据权利要求3所述的基于半张量积压缩感知与DWT-HD-SVD嵌入的视觉安全图像加密方法，其特征在于，使用奇异值分解与列向量单位化对测量矩阵进行优化，具体为：对测量矩阵M进行SVD分解，得到分解后的对角矩阵∑中的对角线元素∑₁，对∑₁中的元素取平均值mean，将mean赋给∑的对角线元素生成∑′，再对∑′进行SVD分解得到矩阵M’，将M’进行列向量单位化得到优化后的测量矩阵M”。

5.根据权利要求1所述的基于半张量积压缩感知与DWT-HD-SVD嵌入的视觉安全图像加密方法，其特征在于，对明文图像进行小波分解得到稀疏化图像，并对该稀疏化图像进行双向交叉置乱得到加密图像，具体为：对明文图像P进行DWT稀疏化，然后对得到的稀疏矩阵进行阈值处理，低于阈值TS的元素改写为0得到矩阵p’，对矩阵p’进行分块，对分块矩阵分别选择两种置乱类型并进行双向交叉之字形置乱，然后对整体矩阵p’再次进行置乱得到加密图像p”。

6.根据权利要求5所述的基于半张量积压缩感知与DWT-HD-SVD嵌入的视觉安全图像加密方法，其特征在于，所述双向交叉之字形置乱，具体为：设矩阵维度为2n*2n，将矩阵按对角线分为上下两部分，两部分分别进行正向和反向的之字形置乱，然后两部分按照交叉组合的方法排列像素，生成置乱后的矩阵。