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专利号: 2020103007046
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种融合压缩感知的隐私保护图像检索方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、根据图像库中的图像特征构建图像库索引

所述根据图像库中的图像特征构建图像库索引具体包括以下步骤:

S11、使用SIFT特征提取算法提取图像库中所有图像的特征,得到特征向量fi,其中i=

1,...,N,N表示图像库中的图像总数量;

S12、利用Paillier加密算法对特征向量fi进行加密处理,得到加密的特征向量 并将发送给服务器;

S13、服务器对加密的特征向量 进行基于压缩感知的随机投影,并计算加密的压缩感知测量值 并将 返回给图像拥有者;

S14、图像拥有者收到加密的压缩感知测量值 后,对其进行解密和标准标量量化得到图像库索引 利用公钥UPK加密图像库索引并保存在图像库中;

S2、输入查询图像,根据查询图像构建查询索引 加密查询索引 得到加密后的查询索引 将 发送给服务器;

S3、服务器接收到加密后的查询索引 后,计算加密后的查询索引 和图像库索引之间的汉明距离,并将汉明距离发送给图像拥有者,图像拥有者解密所有汉明距离,获得解密的汉明距离集合D,如果D=φ,则查询结束;如果D≠φ,则图像拥有者从图像库中检索查询图像的相似图像集。

2.根据权利要求1所述的一种融合压缩感知的隐私保护图像检索方法,其特征在于,加密的压缩感知测量值 的计算方式包括:利用压缩感知测量矩阵A和加性抖动w计算加密的压缩感知测量值其中,A是压缩感知测量矩阵,w是加性抖动,且w在[0,Δ]中均匀分布,Δ是精度参数,是具有Δm个项的对角矩阵,m=1,2,...,M是测量指标,M表示测量指标的总数量。

3.根据权利要求1所述的一种融合压缩感知的隐私保护图像检索方法,其特征在于,根据查询图像构建查询索引具体包括:S21、利用SIFT特征提取算法提取查询图像的图像特征fq;

S22、利用Paillier加密算法加密图像特征fq,得到加密的特征向量 并将加密的特征向量 发送给服务器;

S23、服务器对加密的特征向量 进行基于压缩感知的随机投影,计算加密的压缩感知测量值;

S24、图像拥有者对所述压缩感知测量值进行解密和标准标量量化,构建查询索引利用公钥UPK加密查询索引 得到加密后的查询索引 并将 发送给服务器。

4.根据权利要求1所述的一种融合压缩感知的隐私保护图像检索方法,其特征在于,利用Paillier加密算法对特征向量fi进行加密处理,具体包括密钥生成阶段和加密处理阶段,在密钥生成阶段,随机选择两个使Paillier密码系统在语义上安全的加密参数,分别为第一加密参数p和第二加密参数q,p和q满足最大公约数gcd(pq,(p‑1)(q‑1))=1,根据加密参数设置公钥UPK=(n,g),私钥USK=(λ,μ);

其中,gcd表示求最大公约数函数,n表示第一公钥参数,且n=pq,λ表示第一私钥参数,且λ=lcm(p‑1,q‑1),lcm表示求最小公倍数函数,g表示第二公钥参数,且g为随机选择的整λ 2 ‑1数 μ表示第二私钥参数,且μ=((gmodn‑1)/n) modn,mod表示求余函数;

在加密处理阶段,首先选择随机数 随机数需满足0<r<n,最大公约数gcd(r,n)=1,根据选择的随机数,使用公钥UPK对特征向量fi进行Paillier加密,得到密文

5.根据权利要求1所述的一种融合压缩感知的隐私保护图像检索方法,其特征在于,图像拥有者从图像库中检索查询图像的相似图像集的具体方式包括:图像拥有者与服务器通过执行n‑out‑of‑k不经意传输协议从图像库中检索查询图像的相似图像集,包括以下步骤:图像拥有者从解密的汉明距离集合D中选择k个最小的汉明距离 利用公钥SPK加密所选汉明距离,得到加密密文 然后,任意选取k个数 计算将Xj发送给服务器,其中 表示通过公钥SPK加密所选k个汉明距离Di所得的加密密文,i={1,2,...,k},j={1,2,...,k},Di表示从解密的汉明距离集合D中选择的k个最小的汉明距离的集合,Xj表示图像用户选择接收的k幅相似图像与查询图像的汉明距离的密文,αj为保护密钥;

服务器接收到Xj后,计算第一解密密钥V0、第二解密密钥Vj和图像库索引的密文ci,并发送给图像拥有者,计算方式包括:V0=tSPK、Vj=tXj和密文 其中,t为任意选择随机数 表示图像库索引,为双线性对,H1是哈希函数;

图像拥有者接收数据后,利用第一解密密钥V0和第二解密密钥Vj解密图像库索引的密文ci,得到图像库索引 当i∈N∩D时,图像拥有者获得查询图像的相似图像集;若使用错误密钥或者当i∈N但 则该图像与查询图像不相似,不能获得查询图像的相似图像集,其中,αj为保护密钥, 表示异或符号,UPK为公钥,USK为私钥。