6、视觉密码学中的问题与解决方案

视觉密码学中的问题与解决方案

1. 失真问题

在视觉密码学中，失真问题是一个需要关注的重要方面。原始秘密图像在恢复过程中，由于像素扩展和池扩展的不同情况，可能会出现视觉质量下降的问题。

1.1 图像示例

图2.18展示了不同像素扩展情况下的原始秘密图像和恢复后的秘密图像。其中，图a是大小为300×300的原始秘密图像；图b是整体像素扩展mN = 0.5，大小为213×213的恢复秘密图像；图c是整体像素扩展mN = 1，大小为300×300的恢复秘密图像；图d是整体像素扩展mN = 2，大小为425×425的恢复秘密图像。

1.2 提高VC质量

假设原始DVCS的像素扩展为m0，池扩展为mN。当池扩展mN不是像素扩展m0的倍数时，池扩展子像素会被分为两部分：倍数部分和剩余部分。记d = ⌈mN / m0 ⌉，mN = d · m0 + t（0 < t < m0），倍数部分包含d × m0个子像素，剩余部分包含t个子像素。倍数部分通过重复原始DVCS d次来填充，剩余部分通过从基矩阵中选择t列来填充（或者用像素扩展为t的PVCS填充）。

这种填充方式会导致概率性子像素给恢复图像添加一些视觉噪声，模糊恢复图像的细节，从而降低恢复图像的视觉质量。为了解决这个问题，我们采用一种策略：剩余部分以t/m0的概率分配m0个子像素，以(m0 - t)/m0的概率不分配子像素。平均来说，剩余部分分配t个子像素。

例如，对于像素扩展为2的(2, 2)-DVCS，假设池是原始秘密图像的三倍大。我们会给50%的“水喷嘴”（代表秘密像素）分配两个子像素，给另外50%的“水喷嘴”分配四个子像素，平均每个“水喷