次作為封面圖像和原始待加密圖像。 故封面圖像與原始待加密圖像組合總數(shù)為15X 15 = 225種。
[0131] 2.仿真內(nèi)容：
[0132] 仿真實驗中，利用本發(fā)明方法與現(xiàn)有的LBG，TCEVR方法在測試圖像上進行圖像加 密仿真。分別得到尺寸為256, 128, 64的密碼本，并得到加密圖像和重建待加密圖像。
[0133] 具體仿真內(nèi)容如下：
[0134] 仿真1，針對得到的加密圖像的圖像質(zhì)量（在此我們用PSNR值來衡量），利用本發(fā) 明方法和LBG、TCEVR方法分別進行仿真，得到PSNR指標如表1所示：
[0137] 表1用3種不同的向量量化方法得到的加密圖像的PSNR平均值值對比數(shù)據(jù)
[0138] 表1是利用LBG、TCEVR與我們提出的相減抖動晶格向量量化算法生成的加密圖 像的質(zhì)量指標PSNR的對比，為225次試驗的平均值。3種不同方法各自的柱狀圖如圖5所 示。如表1和圖5所示，不同的向量量化方法生成的加密圖像在圖像質(zhì)量方面沒有明顯差 異。使用兩種不同的向量量化方法得到的加密圖像的質(zhì)量差異均小于0.01.隨著密碼本尺 寸的增加，加密圖像的質(zhì)量下降了，是因為需要嵌入的數(shù)據(jù)量越來越大，對封面圖像質(zhì)量的 影響也越來越大。
[0139] 仿真2,針對得到的重建的待加密圖像的圖像質(zhì)量（在此用PSNR值來衡量），利用 本發(fā)明方法和LBG，TCEVR方法分別進行仿真，得到PSNR指標如表2所示：
[0141] 表2用3種不同的向量量化方法得到的重建待加密圖像的PSNR平均值值對比
[0142] 表2是利用LBG，TCEVR與我們提出的相減抖動晶格向量量化算法生成的重建待 加密圖像的質(zhì)量指標PSNR的對比，為225次試驗的平均值。3種不同方法各自的柱狀圖如 圖6所示?？梢?種不同方法各化生成的重建待加密圖像的PSNR值比其它兩種方法都要 高。由此可見我們提出的基于相減抖動晶格向量量化算法的圖像加密算法起到了提高重建 待加密圖像質(zhì)量的作用。隨著密碼本尺寸的增加，重建待加密圖像的質(zhì)量越來越好。
[0143] 需要說明的是：上述實施例提供的基于相減抖動晶格向量量化算法的圖像加密方 法進行圖像加密的實施例，僅作為該加密方法中在實際應(yīng)用中的說明，還可以根據(jù)實際需 要而將上述加密方法在其他應(yīng)用場景中使用，其具體實現(xiàn)過程類似于上述實施例，這里不 再贅述。
[0144] 上述實施例中的各個序號僅僅為了描述，不代表各部件的組裝或使用過程中得先 后順序。
[0145] 以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于相減抖動晶格向量量化算法的圖像加密方法，其特征在于，所述基于相減 抖動晶格向量量化算法的圖像加密方法，包括： 將待加密圖像和封面圖像的尺寸進行調(diào)整，得到調(diào)整后的待加密圖像和調(diào)整后的封面 圖像； 根據(jù)所述調(diào)整后的待加密圖像，結(jié)合相減抖動晶格向量量化算法，得到與所述調(diào)整后 的待加密圖像對應(yīng)的密碼本和索引向量； 根據(jù)所述索引向量，得到加密向量； 根據(jù)所述密碼本和所述加密向量，對所述調(diào)整后的封面圖像內(nèi)像素的色彩通道數(shù)值進 行替換，得到與所述待加密圖像對應(yīng)的加密圖像。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相減抖動晶格向量量化算法的圖像加密方法，其特征在 于，所述根據(jù)所述調(diào)整后的待加密圖像，結(jié)合相減抖動晶格向量量化算法，得到與所述調(diào)整 后的待加密圖像對應(yīng)的密碼本和索引向量，包括： 步驟一，將所述調(diào)整后的待加密圖像進行分成預(yù)設(shè)尺寸的圖像塊，確定與每個圖像塊 對應(yīng)的圖像向量，將所述調(diào)整后的待加密圖像中的全部所述圖像向量構(gòu)成向量群集； 步驟二，獲取所述向量群集的中心向量，根據(jù)所述中心向量確定輸入向量，在所述輸入 向量中疊加抖動向量，確定與所述輸入向量對應(yīng)的待量化向量； 步驟三，確定與所述待量化向量對應(yīng)的最近鄰晶格點，根據(jù)所述最近鄰晶格點得到誤 差向量，根據(jù)所述圖像向量與所述誤差向量的距離關(guān)系，將所述圖像向量分為第一群集和 第二群集； 重復(fù)執(zhí)行步驟一至步驟三的內(nèi)容，直到群集的個數(shù)與密碼本的預(yù)設(shè)大小相同為止，將 此時全部所述群集的中心向量組成所述密碼本，在所述密碼本中選取與所述圖像向量中距 離最近向量的編號，將所述編號構(gòu)成索引向量。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于相減抖動晶格向量量化算法的圖像加密方法，其特征在 于，所述獲取所述向量群集的中心向量，根據(jù)所述中心向量確定輸入向量，在所述輸入向量 中疊加抖動向量，確定與所述輸入向量對應(yīng)的待量化向量，包括： 獲取所述向量群集的中心向量C1，令所述中心向量中每四個臨近元素構(gòu)成一個輸入向 量F ; 根據(jù)抖動向量W，結(jié)合所述輸入向量F構(gòu)建待量化向量Fi; 其中，r e [-8,8]，4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于相減抖動晶格向量量化算法的圖像加密方法，其特征在 于，所述確定與所述待量化向量對應(yīng)的最近鄰晶格點，根據(jù)所述最近鄰晶格點得到誤差向 量，根據(jù)所述圖像向量與所述誤差向量的距離關(guān)系，將所述圖像向量分為第一群集和第二 群集，包括： 確定與所述待量化向量F1對應(yīng)的最近鄰整數(shù)點集合FF ^ 如果所述最近鄰整數(shù)點集合FFli內(nèi)所有元素的和為偶數(shù)，則當前所述最近鄰整數(shù)點集 合FFii為與所述待量化向量F ;對應(yīng)的最近鄰晶格點； 如果所述最近鄰整數(shù)點集合FFliR所有元素的和為奇數(shù)，則根據(jù)公式（1)對所述最近 鄰整數(shù)點集合FF1，內(nèi)的元素進行調(diào)整，得到調(diào)整后的最近鄰整數(shù)點集合FF h，根據(jù)所述調(diào)整 后的最近鄰整數(shù)點集合？?^確定與所述待量化向量F ;對應(yīng)的最近鄰晶格點， k = arg max I FFi-Fi I (1) 其中，k表示所述待量化向量F1中與對應(yīng)最近鄰整數(shù)點集合FF I中元素的差值最大的 元素編號，i為正整數(shù)； 根據(jù)所述與所述待量化向量Fi對應(yīng)的最近鄰晶格點，結(jié)合抖動向量V Tr，得到誤差向 量，所述誤差向量包括第一誤差向量vjR第二誤差向量V 2; 確定所述圖像向量與所述第一誤差向量V1的第一距離和第二誤差向量V2的第二距離， 如果所述第一距離小于所述第二距離，則所述圖像向量屬于第一群集，反之屬于第二群集。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相減抖動晶格向量量化算法的圖像加密方法，其特征在 于，所述根據(jù)所述索引向量，得到加密向量，包括： 隨機獲取密鑰； 將所述密鑰與所述索引向量進行按位異或運算，得到加密向量。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相減抖動晶格向量量化算法的圖像加密方法，其特征在 于，所述根據(jù)所述密碼本和所述加密向量，對所述調(diào)整后的封面圖像內(nèi)像素的色彩通道數(shù) 值進行替換，得到與所述待加密圖像對應(yīng)的加密圖像，包括： 將所述密碼本和所述索引向量中的數(shù)值轉(zhuǎn)換為長度為8的二進制數(shù)據(jù)； 提取所述調(diào)整后的封面圖像的色彩通道的數(shù)據(jù)，將所述數(shù)據(jù)中的最后一個字節(jié)用所述 二進制數(shù)據(jù)進行替換，得到替換后的色彩通道數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述替換后的色彩通道數(shù)據(jù)，獲取與所述待加密圖像對應(yīng)的加密圖像。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于相減抖動晶格向量量化算法的圖像加密方法，屬于計算機軟件安全領(lǐng)域。所述發(fā)明包括將待加密圖像和封面圖像的尺寸進行調(diào)整，得到調(diào)整后的待加密圖像和調(diào)整后的封面圖像；根據(jù)所述調(diào)整后的待加密圖像，結(jié)合相減抖動晶格向量量化算法，得到密碼本和索引向量；進而根據(jù)所述索引向量，得到加密向量；根據(jù)所述密碼本和所述加密向量，對所述調(diào)整后的封面圖像內(nèi)像素的色彩通道數(shù)值進行替換，得到加密圖像。本發(fā)明通過在加密過程中使用相減抖動晶格向量量化算法產(chǎn)生密碼本和索引向量，相對于與現(xiàn)有技術(shù)，能夠提高解密后圖像的質(zhì)量。
【IPC分類】G06T1/00
【公開號】CN105184732
【申請?zhí)枴緾N201510505273
【發(fā)明人】鄭喆坤, 曹麗惠, 崔玉
【申請人】西安電子科技大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月18日