[发明专利]一种基于一维元胞自动机的灰度图像置乱方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于一维元胞自动机的灰度图像置乱方法，属于信息安全领域中的图像保密技术。

背景技术

数字图像置乱是指将图像搅乱，消除位置或灰度相关性，从而使人类或计算机系统无法理解原始图像所表达的真实含义。数字图像的置乱技术，可以看做数字图像加密的一种途径，也可以用作数字图像隐藏、数字水印图像植入和数字图像秘密共享的预处理和后处理过程。

常见的图像置乱方法有Arnold变换、Fibonacci-Q变换、幻方变换、骑士巡游变换、Hilbert曲线、混沌排序方法等。其中，混沌排序的图像置乱方法是先利用混沌映射产生伪随机序列，然后对产生的伪随机序列进行排序得到置换地址集合，最后利用置换地址集合完成图像的置乱。然而，基于混沌的排序方法通常需要实值运算，因此效率不高。

发明内容

发明目的：本发明提供一种基于一维元胞自动机的灰度图像置乱方法，与基于混沌排序的图像置乱方法相比，一维元胞自动机由于只需要进行布尔运算和整数运算，并且元胞自动机的并行运算的特点使得在软硬件实现上更为简单和高效。

技术方案：一种基于一维元胞自动机的灰度图像置乱方法，具体实施步骤如下：

步骤1：提取明文灰度图像的二维像素矩阵I_M×N，M是图像的宽度，N是图像的高度，均以像素计；将明文灰度图像的二维像素矩阵I_M×N转换为一维像素序列p₁,p₂,...,p_M×N；

步骤2：令一维元胞自动机的长度为256个元胞，该一维元胞自动机的演化规则如下：

Sit+1=f(si-2t,si-1t,sit,si+1t,si+2t)=si-1t⊕sit⊕si+1t⊕si+2t⊕(si-2t·sit)⊕(si-1t·sit·si+1t)⊕(si-2t·si-1t·sit·si+1t)‾]]>