[发明专利]伪随机M阵列的构造方法、装置、计算机设备及存储介质

说明书

本发明提供一种伪随机M阵列的构造方法、装置、计算机设备及存储介质，所述方法包括根据线性反馈移位寄存器生成p元w阶的伪随机M序列，伪随机M序列为1×T的一维序列；选取有效循环移位数k，并根据有效循环移位数k和伪随机M序列生成过渡阵列，过渡阵列为m×T的二维阵列；根据有效循环移位数k和伪随机M序列生成基础阵列，基础阵列为h×k的二维阵列；根据过渡阵列对基础阵列进行扩充，生成伪随机M阵列，伪随机阵列为(h+m‑1)×(k+n‑1)的二维阵列；其中，w＝m·n，T＝p^w‑1，h＝T/k，p、m、n、h、k、T均为正整数。本发明通过调节有效循环移位数k构造出不同行列比的伪随机M阵列，提高了伪随机M阵列的构造方法的适用性。

技术领域

本发明涉及伪随机M阵列构造技术领域，具体涉及一种伪随机M阵列的构造方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

二维伪随机阵列(M阵列)是具有窗口特性的典型伪随机数组，所有子窗口全局唯一。因其良好的窗口特性，即不小于特定大小的子窗口全局唯一，被广泛应用于二维精密测量以及三维重构领域；同时M阵列具备良好的伪随机特性，还被用于二维图像加密等密码学领域。

现有的M阵列构造方法主要分两大类，其中一类是基于公式方法的编码算法，包括M序列折叠法和De Bruijn序列移位法；另外一类是基于枚举方法的编码算法，主要包括拼片算法。基于公式方法的编码算法构造的M阵列的长宽之比将呈一个指数级增长，行列数相差很大，导致基于公式方法的编码算法构造的M阵列在实际场合当中应用受限。基于枚举方法的编码算法因其具有高计算复杂度和低成功率，只适用于构造较小尺寸M阵列。

发明内容

本发明提供一种伪随机M阵列的构造方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在解决现有技术中存在的构造的M阵列长宽之比差别过大或构造方法计算复杂度高、成功率低，导致伪随机M阵列构造方法适用性低的技术问题。

一方面，本发明提供一种伪随机M阵列的构造方法，包括：

根据线性反馈移位寄存器生成p元w阶的伪随机M序列，所述伪随机M序列为1×T的一维序列；

选取有效循环移位数k，并根据所述有效循环移位数k和所述伪随机M序列生成过渡阵列，所述过渡阵列为m×T的二维阵列；

根据所述有效循环移位数k和所述伪随机M序列生成基础阵列，所述基础阵列为h×k的二维阵列；

根据所述过渡阵列对所述基础阵列进行扩充，生成伪随机M阵列，所述伪随机阵列为(h+m-1)×(k+n-1)的二维阵列；

其中，w＝m·n，T＝p^w-1，h＝T/k，p、m、n、h、k、T均为正整数。

在本发明一种可能的实现方式中，所述根据所述有效循环移位数k和所述伪随机M序列生成过渡阵列包括：

将所述伪随机M序列中的每一个序列码沿预设移位方向移位m-1次，每移位一次，获得一行循环移位序列，直至获得m-1行循环移位序列，每一次移位均是将所述伪随机M序列中的每一个序列码沿预设移位方向移位k位数；

将所述伪随机M序列作为所述过渡阵列的第一行，并将所述m-1行循环移位序列依次作为所述过渡阵列的第二行到第m行，以生成所述过渡阵列。

在本发明一种可能的实现方式中，所述选取有效循环移位数k包括：

建立初始循环移位数集合，所述循环移位数集合中包括T个初始循环移位数，所述循环移位数为N，N＜T；

根据所述初始循环移位数和所述伪随机M序列生成初始过渡阵列；

判断所述初始过渡阵列中的子阵列是否均具有全局唯一性；

若所述子阵列均具有全局唯一性，则所述初始循环移位数为可选有效循环移位数；