基于改进型二维logistic映射的图像加密方法、模块、雷达通信系统

专利检索2024-12-19  25


本发明涉及图像处理、传输,具体涉及:1、一种基于改进型二维logistic映射的图像加密方法;2、一种图像加密模块;3、一种图像保密雷达通信系统。


背景技术:

1、数字技术的快速发展使人们的日常生活越来越方便。由于数字图像具有数据冗余性,能够承载大量的视觉信息,因此它是目前应用最为广泛的一种数据格式。秘密图像的非法访问可能会导致严重的信息安全事故。因此,防止数字图像的内容被未经授权地访问是非常重要的。

2、为了保证数字图像的安全性,研究人员提出了很多基于混沌映射的图像加密方法。其中,传统二维logistic映射存在混沌范围不连续、混沌范围小、相空间遍历性差等性能缺陷,因此基于其构建的混沌系统,也存在相同的性能缺陷,图像加密效果不佳。所以发明人需要构建出安全性更好的图像加密方法。

3、另外,大多数基于混沌映射的图像加密研究往往只停留在图像处理阶段,缺少实际应用场景。因此,将发明人提出的图像加密方法部署在实际的应用场景中、并构成一个完整的系统,也具有重要的研究意义。


技术实现思路

1、基于此,有必要针对现有传统二维logistic映射存在混沌范围不连续、混沌范围小、相空间遍历性差的问题,提供了基于改进型二维logistic映射的图像加密方法、模块、雷达通信系统。

2、本发明采用以下技术方案实现:

3、第一方面,本发明公开了基于改进型二维logistic映射的图像加密方法,用于对目标图像进行加密。

4、基于改进型二维logistic映射的图像加密方法包括以下步骤:

5、步骤1,构建改进型二维logistic映射,并生成两个混沌序列s、q;

6、其中,改进型二维logistic映射的数学模型为:

7、

8、式中,xn、xn+1、yn、yn+1表示一维变量;a、b表示控制参数;

9、s、q的长度均为m*n;m为目标图像的长度,n为目标图像的宽度;

10、步骤2,将目标图像分解为r、g、b三个通道的像素矩阵p1、p2、p3;基于s、q对p1、p2、p3进行混沌图像加密,得到加密数据流d1、d2、d3;

11、其中,进行混沌图像加密的方法包括:

12、步骤201,将p1、p2、p3依次按列处理为数据流p4、p5、p6;

13、步骤202,先将p4、p5、p6按照每组n/4的规格进行分组,再基于s进行循环移位得到数据流p7、p8、p9;

14、步骤203,将p7、p8、p9依次重组成像素矩阵c1、c2、c3,将c1、c2、c3依次按行处理为数据流c4、c5、c6;

15、步骤204,先将c4、c5、c6按照每组m/4的规格进行分组,再基于s进行循环移位得到数据流c7、c8、c9;

16、步骤205,基于q对c7、c8、c9进行全局扩散,得到d1、d2、d3;

17、步骤3,先将d1、d2、d3重组为像素矩阵d4、d5、d6,再将d4、d5、d6分别作为加密图像的r、g、b三个平面,并构成加密图像。

18、该种基于改进型二维logistic映射的图像加密方法的实现根据本公开的实施例的方法或过程。

19、第二方面,本发明公开了一种图像加密模块,使用了如第一方面公开的基于改进型二维logistic映射的图像加密方法。

20、图像加密模块包括:混沌序列发生器、图像分解器、混沌图像加密器、图像合成器。混沌序列发生器用于构建改进型二维logistic映射,并生成两个混沌序列s、q。图像分解器用于将目标图像分解为r、g、b三个通道的像素矩阵p1、p2、p3。混沌图像加密器用于基于s、q对p1、p2、p3进行混沌图像加密,得到加密数据流d1、d2、d3。图像合成器用于将d1、d2、d3重组为像素矩阵d4、d5、d6,再将d4、d5、d6分别作为加密图像的r、g、b三个平面,并构成加密图像。

21、该种图像加密装置的实现根据本公开的实施例的方法或过程。

22、第三方面,本发明公开了一种图像保密雷达通信系统,包括:信号处理模块、射频前端模块、无线通信雷达。

23、信号处理模块包括:如第二方面公开的图像加密模块、信号调制模块、信号解调模块、图像解密模块。

24、图像加密模块用于对目标图像进行加密;信号调制模块用于调制加密图像信号;信号解调模块用于解调加密图像信号;图像解密模块用于将加密图像进行解密。

25、射频前端模块用于调制出符合雷达通信传输要求的射频信号。无线通信雷达用于进行射频信号的收发。

26、该种图像保密雷达通信系统的实现根据本公开的实施例的方法或过程。

27、与现有技术相比,本发明具备如下有益效果:

28、1,本发明提出了改进型二维logistic映射、并基于其产生两个混沌序列进行混沌图像加密,而且提出了结合循环移位、全局扩散的混沌图像加密方法,其加密效果更佳。经过仿真对比,本发明相较于传统二维logistic映射,在多项加密指标上均有提升。

29、2,本发明将提出的基于改进型二维logistic映射的图像加密方法应用到雷达通信系统中,并设计一套图像保密雷达通信系统,以实现本发明的具体应用,提高了理论研究的实用价值。



技术特征:

1.基于改进型二维logistic映射的图像加密方法,用于对目标图像进行加密,其特征在于,其包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于改进型二维logistic映射的图像加密方法,其特征在于,步骤1中,s、q的计算方法包括:

3.根据权利要求1所述的基于改进型二维logistic映射的图像加密方法,其特征在于,p1、p2、p3、c1、c2、c3、d4、d5、d6的长度为m,宽度为n;

4.根据权利要求1所述的基于改进型二维logistic映射的图像加密方法,其特征在于,步骤202中,基于s进行循环移位的方法包括:

5.根据权利要求4所述的基于改进型二维logistic映射的图像加密方法,其特征在于,步骤204中,基于s进行循环移位的方法包括:

6.根据权利要求5所述的基于改进型二维logistic映射的图像加密方法,其特征在于,步骤205包括:

7.如权利要求1-6任一项所述的基于改进型二维logistic映射的图像加密方法在雷达通信系统中的应用。

8.一种图像加密模块,其特征在于,使用了如权利要求1-6任一项所述的基于改进型二维logistic映射的图像加密方法;

9.一种图像保密雷达通信系统,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的图像保密雷达通信系统,其特征在于,


技术总结
本发明涉及图像处理、传输技术领域,具体涉及基于改进型二维logistic映射的图像加密方法、模块、雷达通信系统。本发明提出了改进型二维logistic映射、并基于其产生两个混沌序列进行混沌图像加密,而且提出了结合循环移位、全局扩散的混沌图像加密方法,其加密效果更佳。经过仿真对比,本发明相较于传统二维logistic映射,在多项加密指标上均有提升。本发明将提出的基于改进型二维logistic映射的图像加密方法应用到雷达通信系统中,并设计一套图像保密雷达通信系统,以实现本发明的具体应用,提高了理论研究的实用价值。本发明解决了现有传统二维logistic映射存在混沌范围不连续、混沌范围小、相空间遍历性差等性能缺陷的问题。

技术研发人员:丁大为,朱海飞,明文华,陈勇,张永杭,张正宇,王文哲,谢栋
受保护的技术使用者:安徽大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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