[发明专利]一种基于LBP特征的加密图像检索方法

说明书

本发明公开了一种基于LBP(Local Binary Pattern)特征的加密图像检索方法，通过颜色模式转换将彩色RGB图像转换成图像，加密灰度图像之后再将其外包给云服务器，由云服务器计算加密灰度图像的LBP值，并提取其加密图像块LBP值的局部直方图，利用k‑means聚类算法获得图像局部LBP直方图的聚类中心，应用BOW模型生成全局特征向量，计算加密图像特征之间的曼哈顿距离，根据距离大小判断两幅图像的相似性，进而检索出具有明文内容相似的加密图像。本发明应用图像所有LBP值的直方图生成密文图像的全局特征向量，实现加密图像检索，操作简便易行，不仅减轻了用户负担，还具有较好的检索精度和一定的实用价值。

技术领域

本发明属于模式识别技术领域，尤其涉及一种基于LBP特征的加密图像检索方法。

背景技术

各种移动智能终端的普及和应用，例如：手机、照相机等，使得人们能够十分便捷地产生大量图像，但是海量的图像会耗尽用户的存储和计算资源。而云具有大量的存储和计算资源，非常适合资源有限的用户外包存储和处理服务。图像检索技术已经被各大云服务器提供商如百度、谷歌等广泛应用，然而直接在云服务器中检索明文图像会带来用户隐私问题，例如好莱坞一线女星詹妮弗-劳伦斯的iCloud账户曾遭到黑客进犯，导致其高度私密的相片被数百万互联网用户阅读，这对其工作和生活造成了恶劣影响。因此，为了保护用户的图像隐私，图像在上传到云服务器之前必须先进行加密，然而图像加密会使得已有的明文图像检索方法不可用。为了解决检索加密图像这一问题，云环境中基于内容的图像检索技术得到了发展。

当前基于内容的图像检索技术分为两类。一类是基于特征加密的密文图像检索方案，这一方案中图像所有者首先需要从明文图像中提取特征，然后再分别加密图像和特征，利用加密特征建立安全索引，特征的加密方法是支持某种相似度距离计算的。最后，图像所有者将加密的图像和特征一起外包给云服务器。当用户需要查询图像时，查询用户首先从待查询图像中提取特征，使用和图像所有者一样的加密方法加密查询特征，生成安全查询陷门，然后将安全查询陷门发送给云服务器。云服务器收到查询陷门后查询索引，计算查询图像与图像库图像之间的距离，根据距离越小图像越相似的特性检索出与查询图像相似的密文图像，并将检索结果返回给查询用户，用户解密图像并检索出感兴趣的图像。基于特征加密的方案虽然能够有效检索出相近的加密图像，但是用户需要承担计算量巨大的特征提取操作和索引建立操作，这不仅对于资源限制的用户来说不易实现，同时也难以在真实的场景中部署应用。

另一类是基于加密特征提取的密文图像检索方案，方案中图像所有者仅需要加密图像，然后将加密后的图像上传给云服务器。云服务器收到图像所有者上传的密文图像后提取加密图像的特征并建立安全查询索引。当用户想要查询图像时，查询用户使用与图像所有者相同的加密方法加密图像，并将加密后的查询图像上传给云服务器。云服务器收到加密的查询图像后提取查询图像的特征，然后搜索建立的索引，将查询特征与数据库中的图像特征进行相似性计算，检索出与查询图像相似的密文图像并将其返回给查询用户。相比于第一类方案，用户在此类方案中只需要加密图像，特征提取和索引建立等计算量大的操作均被外包给云服务器，虽然该类方案能够减轻用户的计算负担，但是提取的特征通常非常复杂，特征提取耗时久，通信和计算开销庞大，成本高。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于LBP特征的加密图像检索方法，利用加密图像全局LBP直方图之间的曼哈顿距离实现密文图像检索，方案耗时少，不需要和用户进行额外交互且具有较好的检索效果。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于LBP特征的加密图像检索方法，包括以下步骤：

S1，将待查询的彩色RGB图像转换成像素灰度值为0～255的灰度图像，将灰度图像划分成若干个不重叠的块；

S2，对划分后的灰度图像进行加密处理，将加密后的查询图像上传至云服务器；