[发明专利]基于喷泉码和自适应资源分配的图像安全传输方法

权利要求书

1.基于喷泉码和自适应资源分配的图像安全传输方法，其特征在于，该方法采用的通信系统模型包括：发送端Alice、合法接收端Bob以及窃听端Eve，其中发送端Alice在给定时延约束T下，将一幅图像安全地传给合法接收端Bob，且优先保证图像感兴趣区域的安全性，具体步骤如下：

1)将图像进行区域分割，提取出感兴趣区域和背景区域，得到K_roi个感兴趣区域原始包和K_bg个背景区域原始包；

2)发送端Alice根据合法接收端Bob反馈的信息，即合法链路的信道状态信息以及两类包接收状态标识，决定待传的数据包类型，其中，两类包接收状态标识分别为flag_roi和flag_bg；

3)发送端Alice根据合法接收端Bob反馈的信道状态信息进行自适应的资源分配，决定发送功率和采用的调制方式；

4)对待传类型的感兴趣区域原始包或背景区域原始包进行喷泉编码得到编码包；

5)对步骤4)中所得的编码包进行调制，之后通过无线信道传输，在接收端被合法接收端Bob和窃听端Eve接收，在进行下一次传输之前，合法接收端Bob向发送端Alice反馈此次接收完成时的信道状态信息以及两类编码包接收状态标识；

6)重复步骤1)至5)，根据时延约束T和合法接收端Bob反馈的两类包接收状态标识信息判断是否终止传输，传输终止的条件是传输次数达到时延约束T或者在给定时延约束T内，合法接收端Bob正确接收到能够恢复原始图像个感兴趣区域编码包和背景区域编码包，其中，时延约束T表示的是允许传输数据包的最大次数。

2.根据权利要求1所述的基于喷泉码和自适应资源分配的图像安全传输方法，其特征在于，步骤2)的具体实现方法如下：

设定如下四个门限值γ₀，γ₁，γ₂和γ₃，当前第n个时隙合法接收端Bob反馈回来的信道状态信息记作γ[n]；感兴趣区域编码包接收状态标识flag_roi取值为0或1，1表示合法接收端Bob没有收到能够恢复原始图像个感兴趣区域编码包，0表示合法接收端Bob已经收到能够恢复原始图像个感兴趣区域编码包，背景区域编码包接收状态标识flag_bg取值及含义同flag_roi；

在选择待传输的数据包类型时，采用如下的方法：

若γ₀≤γ[n]＜γ₁且flag_bg不等于0，待发送的数据包为背景区域编码包；

若γ₁≤γ[n]＜γ₃且flag_roi不等于0，待发送的数据包为感兴趣区域编码包；

若γ[n]≥γ₃且flag_roi和flag_bg都不等于0，以叠加编码的方式同时传输感兴趣区域编码包和背景区域编码包两类包，否则只传输不等于0的接收状态标识对应的那类编码包；

其中，上述γ₀，γ₁，γ₂和γ₃同五区域的可变功率和速率离散MQAM中相应的边界值。

3.根据权利要求2所述的基于喷泉码和自适应资源分配的图像安全传输方法，其特征在于，步骤3)的具体实现如下：设定平均发送功率为在五区域的可变功率和速率的离散MQAM基础上制定了如下的资源分配方法：

若γ[n]＜γ₀，不发送数据包；

若γ₀≤γ[n]＜γ₁，以BPSK调制方式发送编码包，发送功率为

若γ₁≤γ[n]＜γ₂，以QPSK调制方式发送编码包，发送功率为

若γ₂≤γ[n]＜γ₃，以16QAM调制方式发送编码包，发送功率为

若γ[n]≥γ3，以叠加编码调制方式发送编码包，总发送功率为按照功率分配因子α将总发送功率分配给待传编码包，发送感兴趣区域编码包和背景区域编码包所用的功率占总发送功率的比值分别为α和1-α；

其中，为平均功率，K＝-1.5/ln(5*P_b)，P_b为指定的误比特率。