The paper proposes a method to secure the Compressive Sensing (CS) streams. It consists in protecting part of the measurements by a secret key and inserting the code into the rest. The secret key is generated via a cryptographically secure pseudo-random number generator (CSPRNG) and XORed with the measurements to be inserted. For insertion, we use a reversible data hiding (RDH) scheme, which is a prediction error expansion algorithm, modified to match the statistics of CS measurements. The reconstruction from the embedded stream conducts to visibly distorted images. The image distortion is controlled by the number of embedded levels. In our tests, the embedding on 10 levels results in $\approx 18 dB $ distortion for images of 256x256 pixels reconstructed with the Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm (FISTA). A particularity of the presented method is on-the-fly insertion that makes it appropriate for the sequential acquisition of measurements by a Single Pixel Camera. On-the-fly insertion avoids the buffering of CS measurements for a subsequent standard encryption and generation of a thumbnail image.


翻译:本文提出了一种保护压缩感知(CS)流的方法。该方法通过使用密钥保护部分测量值,并将代码嵌入到其余测量值中。密钥通过密码学安全的伪随机数生成器(CSPRNG)产生,并与待嵌入的测量值进行异或操作。对于嵌入过程,我们采用了一种可逆数据隐藏(RDH)方案,该方案是一种预测误差扩展算法,并经过修改以匹配CS测量值的统计特性。从嵌入后的流中进行重建会导致图像出现明显的失真。图像失真程度由嵌入层级的数量控制。在我们的测试中,对于使用快速迭代收缩阈值算法(FISTA)重建的256x256像素图像,进行10层嵌入会导致约18 dB的失真。所提方法的一个特点在于其即时嵌入能力,这使其适用于单像素相机对测量值的顺序采集。即时嵌入避免了为后续标准加密和缩略图生成而对CS测量值进行缓冲存储。

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