[发明专利]一种基于三维费雪耶兹方法和DNA的多幅医学图像加密方法

权利要求书

1.一种基于三维费雪耶兹方法和DNA的多幅医学图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对目标医学图像进行预处理：

S11、使用像素模糊技术，对目标医学图像进行像素加扰，得到DNA加密规则参数；

S12、将所述DNA加密规则参数与SHA-512相结合，生成加密所需密钥；

S13、生成加密过程中所需的参数和初始值；

S2、对目标医学图像进行加密：

S21、建立时空混沌模型，根据S13所述参数和初始值，对所述时空混沌模型进行迭代，生成混沌序列；

S22、对S1预处理后的目标医学图像进行DNA编码；

S23、使用所述混沌序列和三维费雪耶兹跨平面置乱方法对S22编码后的目标医学图像进行混淆；

S24、对混沌序列进行取余和异或运算后与S23混淆后的医学图像进行DNA运算，得到第一加密图像；

S25、使用新的DNA运算方法对第一加密图像进行扩散；用混沌序列中的值对应的DNA解码规则对第一加密图像进行DNA解码操作，得到第二加密图像；

S26、通过填充方法将所有第二加密图像填充成尺寸一致的加密后目标图像。

2.根据权利要求1所述的基于三维费雪耶兹方法和DNA的多幅医学图像加密方法，其特征在于，S11包括如下步骤：

将目标医学图像的明文图像记作Q₁,Q₂......Q_n；

将需要进行模糊操作的图像的位平面中第1位、第7位和第8位取出并拼接成三位新的值，三位二进制值生成0-7的8位数学数字，记作G₁,G₂......G_n；

将需要进行模糊操作的图像的位平面中第1位、第7位和第8位的有用信息以每八位为一组，生成一个新的像素点，共生成W个像素点，然后组合一条新的序列S；

将目标医学图像的位平面中第1位、第7位和第8位进行像素模糊操作，得到图像P，记作P₁,P₂......P_n。

3.根据权利要求2所述的基于三维费雪耶兹方法和DNA的多幅医学图像加密方法，其特征在于，S12包括如下步骤：

将需要进行模糊操作的图像的位平面中第1位、第7位和第8位与对应的像素模糊后的三个位平面以每八位为一组生成一个新的像素点；

将所有新生成的像素点拼接成一个新的图像G；

将图像G与SHA-512相结合，得到加密所需的密钥K。

4.根据权利要求3所述的基于三维费雪耶兹方法和DNA的多幅医学图像加密方法，其特征在于，S13中，将密钥K分成八组，每组64位，记做k₁-k₈，生成加密过程中所需的参数和初始值采用如下公式：

其中，x₁-x₃为时空混沌模型的初值，μ₁-μ₃为控制参数，e₁-e₃为耦合系数。

5.根据权利要求1所述的基于三维费雪耶兹方法和DNA的多幅医学图像加密方法，其特征在于，所述三维费雪耶兹跨平面置乱方法包括如下步骤：

将多幅医学图像从最底层底开始，逐层向上，使该层中任意像素点与其任意上层中任意像素点进行交换，直至该层中所有像素点均进行过一次交换为止，然后从倒数第二层开始，依次执行上诉步骤，直到所有层的医学图像的像素点均进行交换。

6.根据权利要求1所述的基于三维费雪耶兹方法和DNA的多幅医学图像加密方法，其特征在于，S25中对第一加密图像进行DNA解码操作采用如下公式：

其中：A₁～A₅为混沌矩阵，W为像素点个数，S₁和S₂为要填充的像素点。