用与消息等长的随机密钥， 产生与原文没有任何统计关系的随机输出，按照化annon的理论，一次一密的加密算法是 绝对安全的，不可破解；其缺陷密钥在于传递和分发上存在很大困难。
[0014] 图像保密匹配：有图像被掩盖的情况下的图像匹配。
[001引浮动图像：图像库中的各个图像。
[0016] 单盲图像保密匹配：目标图像或浮动图像之一被加密的情况下进行图像匹配。
[0017] 数据流的非平稳性度量；从频率的稳定性引入稳定集合的概念，W稳定集合的多 少来衡量数据流的平稳程度。本发明中定义的非平稳性度量值是0到1之间的实数，越平 稳的数据流的非平稳性度量值越小。
[0018] 随机加密方法：就图像保密匹配的角度，它实际上是一种图像掩盖方法。主要在 图像数据中加入很强的随机噪声，使图像难w辨认。现有的加密方法旨在传递信息，必定对 应于一个快速的依赖于密钥解密算法。对它攻击就是寻找该解密算法的过程。而在本发明 中，采用的实际上是"一次一密"的加密算法思想，加密旨在掩盖图像信息，不需要解密。使 用了 "一次一密"的优点，而避免了它的缺点。
[0019] 残差序列；在此指两幅（可能被掩盖）的图像作差得到的序列。
[0020] 非平稳性度量；数据流X的非平稳性度量值为NS狂)，其基础、定义、计算方法见谭 秋衡的博±论文（谭秋衡，时间序列的非平稳性度量及其应用，博±学位论文（导师了义 明），中国科学院武汉物理与数学研究所，2013年5月）。
【发明内容】
[0021] 本发明的目的是提供一种图像单盲保密匹配方法，该方法利用非平稳性度量方法 不受扰动数据分布的影响该一特性，实现对深度噪声隐藏下的图像进行单盲保密匹配，即 目标图像或浮动图像之一被加密的情况下进行图像匹配。本发明的优点是；匹配准确，安全 性高，知情者范围很小，泄密时容易明确责任，在身份认证等信息安全领域中有着广泛的应 用前景。
[0022] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0023] 一种图像单盲保密匹配方法，该方法包含下列步骤：
[0024] (1)在终端A中建立有M个待匹配目标图像矩阵数据库，对第i个待匹配目标图 像矩阵Yi，加入噪声矩阵Ni，进行随机加密，得到加密的目标图像矩阵Y°i= Yi+Ni，i = 1、 2、…、M，M个待匹配目标图像矩阵全部加密后，得到加密的目标图像矩阵数据库；
[0025] (2)将加密的目标图像矩阵数据库发送给终端B ;
[0026] (3)在终端B输入没有加密的浮动图像矩阵，并将浮动图像矩阵与接收到的加密 目标图像矩阵沪渴个相减，i = 1、2、……、M，得到残差序列集合出= 1、2、……、M};
[0027] (4)计算残差序列集合中各个残差序列的非平稳性度量值NS化），i = 1、2、…、 M，当非平稳性度量值中的最小值小于阔值W时，非平稳性度量值最小的残差序列所对应的 图像即为相匹配的图像；否则，待匹配目标图像的数据库中没有与浮动图像相匹配的图像。
[0028] 本发明的优点如下：
[0029] (a)对于加密目标图像的单盲保密匹配来说，目标图像在传输的过程中，就算被人 窃取，也无法知道目标图像的具体内容。
[0030] 化）对于加密图像库中各图像的单盲保密匹配来说，不管电脑是联网状态，还是单 机状态，无关人员就算进入电脑，窃取了整个图像库，也无法知道图像库中各图像的具体内 容。
[003U (C)只有当匹配成功时，才能知道匹配对象的信息，知情者范围很小。知情者可W 方便快速地进行核查确认，在泄密时容易明确责任。
【附图说明】
[0032] 图1为原始图像随机加密效果图，其中图1(a)为原始图像，图1(b)随机噪声图 像，图1(c)为加密后的图像。
[0033] 图2为均值滤波去噪效果图。
[0034] 图3为小波去噪效果图，其中图3(a)为加密图像，图3(b)小波去噪后的图像。
【具体实施方式】
[0035] W下结合附图，对本发明作进一步的说明。
[0036] 实施例一
[0037] 一种图像单盲保密匹配方法，该方法包含下列步骤：
[003引 （1)在终端A中建立有M个待匹配目标图像矩阵数据库，对第i个待匹配目标图 像矩阵Yi，加入噪声矩阵Ni，进行随机加密，得到加密的目标图像矩阵Y°i= Yi+Ni，i = 1、 2、…、M，M个待匹配目标图像矩阵全部加密后，得到加密的目标图像矩阵数据库；加密效果 如图1所示；图1(a)为原始图像，图1(b)图为噪声对应的图像，图1(c)图为原始图像与 噪声图像叠加得到的加密矩阵对应的图像。
[0039] (2)将加密的目标图像矩阵数据库发送给终端B ;
[0040] (3)在终端B输入没有加密的浮动图像矩阵，并将浮动图像矩阵与接收到的加密 目标图像矩阵沪渴个相减，i = 1、2、……、M，得到残差序列集合出= 1、2、……、M};
[0041] (4)计算残差序列集合中各个残差序列的非平稳性度量值NS化），i = 1、2、…、 M，当非平稳性度量值中的最小值小于阔值W时，非平稳性度量值最小的残差序列所对应的 图像即为相匹配的图像；否则，待匹配目标图像的数据库中没有与浮动图像相匹配的图像。 [004引上述步骤（1)所述的噪声Ni，i = 1、2、…、M均为均值为0方差为0 2的Gauss噪 声。
[0043] 上述标准差0 -般取240?360,通常标准差0取300。
[0044] 上述步骤（4)所述的阔值W -般取0 /80000?0 /120000,通常阔值W取 0 /!00000〇
[0045] 实施例二
[0046] 一种图像单盲保密匹配方法，该方法包含下列步骤：
[0047] (1)在终端A中建立有20个待匹配目标图像矩阵数据库，对第i个待匹配目标图 像矩阵Yi，加入均值为0方差为0 2= 300 2的Gauss噪声N 1，进行随机加密，得到加密的目 标图像矩阵沪1= Yi+Ni，i = 1、2、…、20,20个待匹配目标图像矩阵全部加密后，得到加密 的目标图像矩阵数据库；
[0048] (2)将加密的目标图像矩阵数据库发送给终端B ;
[0049] (3) W待匹配目标图像矩阵数据库第1幅没有加密的图像作为浮动图像，将该浮 动图像矩阵Yi与接收到的加密目标图像矩阵￥°渴个相减，i = 1、2、…、20,得到残差序列 集合出= 1、2、…、20};
[0050] (4)计算残差序列集合中各个残差序列的非平稳性度量值NS化1)，i = 1、2、…、 20,如表1第一行所示。
[0051 ] (5)表1第一行第一列非平稳性度量值NS巧11) = 0. 0015,小于阔值W = 300/100000 = 0.003,表示该浮动图像与目标图像矩阵数据库中的第一幅图像相匹配，其 它的非平稳性度量值NS巧11)均大于阔值0.003,表明该浮动图像与目标图像矩阵数据库中 的其它图像不匹配。
[0052] 做表1中第k行化=1、2、…、20)的数据是W待匹配目标图像矩阵数据库第k幅 没有加密的图像作为浮动图像，重复步骤（3)和步骤（4)，得到的非平稳性度量值NS(Rki)。 [0化3] 表1
[0054]
【主权项】
1. 一种图像单盲保密匹配方法，其特征在于，该方法包含下列步骤： (1) 在终端A中建立有M个待匹配目标图像矩阵的数据库，对第i个待匹配目标图像矩 阵Yi，加入噪声矩阵Ni，进行随机加密，得到加密的目标图像矩阵Y°i= Yi+Ni，i = 1、2、…、 M，M个待匹配目标图像矩阵全部加密后，得到加密的目标图像矩阵数据库； (2) 将加密的目标图像矩阵数据库发送给终端B ; (3) 在终端B输入没有加密的浮动图像矩阵，并将浮动图像矩阵与接收到的加密目标 图像矩阵沪渴个相减，i = 1、2、……、M，得到残差序列集合出= 1、2、……、M}; (4) 计算残差序列集合中各个残差序列的非平稳性度量值NS巧1)，i = 1、2、…、M，当 非平稳性度量值中的最小值小于阔值W时，非平稳性度量值最小的残差序列所对应的图像 即为相匹配的图像；否则，待匹配目标图像的数据库中没有与浮动图像相匹配的图像。
2. 根据权利要求1所述的一种图像单盲保密匹配方法，其特征在于，步骤（1)所述的噪 声Ni，i = 1、2、…、M均为均值为0方差为0 2的Gauss噪声。
3. 根据权利要求1所述的一种图像单盲保密匹配方法，其特征在于，所述的标准差曰 为 240 ?360。
4. 根据权利要求1所述的一种图像单盲保密匹配方法，其特征在于，所述的标准差为 0 = 300〇
5. 根据权利要求1所述的一种图像单盲保密匹配方法，其特征在于，步骤（4)所述的阔 值 W 为 O/80000 ?O/120000。
6. 根据权利要求1所述的一种图像单盲保密匹配方法，其特征在于，步骤（4)所述的阔 值为 W = 0 /100000。
【专利摘要】本发明公开了一种图像单盲保密匹配方法，涉及数据流非稳性度量及图像匹配技术。该方法利用非平稳性度量方法不受扰动数据分布的影响这一特性，实现对深度噪声隐藏下的图像进行单盲保密匹配，即目标图像或浮动图像之一被加密的情况下进行图像匹配。本发明的优点是：1、目标图像在传输的过程中，就算被人窃取，也无法知道目标图像的具体内容；2、无关人员就算进入电脑，窃取了整个图像库，也无法知道图像库中各图像的具体内容；3、只有当匹配成功时，才能知道匹配对象的信息，知情者范围很小，泄密时容易明确责任。该技术在身份认证，信息安全等领域中有着广泛的应用前景。
【IPC分类】G06T7-00, G06T5-50, G06T1-00
【公开号】CN104537603
【申请号】CN201410827518
【发明人】丁义明, 谭秋衡, 曾志高
【申请人】中国科学院武汉物理与数学研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月25日