一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法技术方案

本发明专利技术涉及图像加密技术领域，尤其是一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法，其步骤为：(1)进行Logistic模型建模；(2)提取红外图像感兴趣区域；(3)对红外图像感兴趣区域相关特征进行变换；(4)基于步骤(1)

【技术实现步骤摘要】
一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法


[0001]本专利技术涉及图像加密
，具体领域为一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法。

技术介绍

[0002]随着红外监控技术的不断发展，监控图像安全性越来越引起人们的重视，不法分子可以通过截取重要目标监控图像信息来获取重要情报。为解决上述问题，可采取对图像进行加密的方式对监控信息中的红外图像进行模糊处理，保证图像信息安全。
[0003]近年来研究者提出利用混沌系统来对图像进行加密，但混沌系统对红外图像进行整体加密时存在运算速度慢，系统时延大等问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法，对局部信息进行快速加密隐藏，解决监控图像整体加密运算速度慢，系统时延大等问题，提高了监控图像系统安全性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法，其步骤为：
[0006](1)进行Logistic模型建模；
[0007](2)提取红外图像感兴趣区域；
[0008](3)对红外图像感兴趣区域相关特征进行变换；
[0009](4)基于步骤(1)
‑
(3)，对红外图像感兴趣区域进行加密。
[0010]优选的，步骤(1)的Logistic模型建模表达式为：
[0011][0012]其中x
n
为混沌序列，取值范围x
n
∈(0,1)，λ为分支控制参数，取值范围λ∈[0,4]，为非线性耦合项，x
n+1
＝λx
n
(1
‑
x
n
)为动力学方程公式。
[0013]优选的，步骤(2)的提取红外图像感兴趣区域方式为：
[0014]由于红外图像灰度层次少，且直方图具有明显的峰、谷特征，峰和谷分别对应着红外图像的目标图像灰度和背景图像灰度，通常目标灰度值度高，
[0015]利用大津法求得红外图像阈值Th后，对红外图像I，其感兴趣区域是一部分像素的集合，满足的条件是该坐标处的像素值大于阈值Th，公式如下：
[0016]ROI＝{I(x,y)|I(x,y)＞Th}
[0017]其中ROI为感兴趣区域一部分像素的集合，I(x,y)为红外图像坐标值。
[0018]优选的，步骤(3)的对红外图像感兴趣区域相关特征进行变换方式为：
[0019]在公式所示的改进的Logistic系统中，取初值x0、 y0，控制参数取λ1和λ2，产生两个一维混沌序列x
n
,y
n
，分别建立横坐标和纵坐标的映射矢量；
[0020]对序列x
n
，用来进行横坐标的置乱，进行如下处理：
[0021](1)设定x
n
数值范围，将数值限定在区间[1,m][0022]x
n
＝mod(floor(x
n
*10^4),m)+1
[0023]其中，floor(x
n
*10^4)是取不大于x
n
*10^4的最大整数，
[0024]mod(floor(x
n
*10^4),m)是floor(x
n
*10
^
4)和m求余数的函数，
[0025](2)除去x
n
中的重复元素，其它元素的顺序不改变，得到横坐标映射矢量x；
[0026]对于序列y
n
，进行和上述步骤相同的处理，只需将图像宽度m换成高度 n，即可得到图像纵坐标映射矢量y，y∈[1,n]。
[0027]优选的，步骤(4)中其加密方式为：
[0028](1)对混沌序列进行相关处理，得到坐标映射矢量x、y；
[0029](2)利用大津法求出阈值Th；
[0030](3)统计红外图像中灰度值大于Th的像素，并记录其坐标 (IndexX(i),IndexY(i))：
[0031][IndexX,IndexY]＝find(I＞Th)
[0032]其中find(I＞Th)函数是记录灰度值大于Th的像素坐标，
[0033](4)进行坐标变换，得到感兴趣区域加密后的图像，过程如下：
[0034]a＝I(IndexX(i),IndexY(i))
[0035]I(IndexX(i),IndexY(i))＝I(x(i),y(i))
[0036]I(x(i),y(i))＝a
[0037]其中，a是感兴趣区域中某一个像素点，对感兴趣区域内的每一对坐标 (IndexX(i),IndexY(i))，在(x,y)中找到对应的值(x(i),y(i))作为新的坐标，上述公式是按照坐标映射关系来实现像素的位置互换，完成图像感兴趣区域像素加密。
[0038]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：针对现有一维Logistic混沌系统，通过改善该系统的倍周期分岔行为，使动力学特性更加复杂，提高系统稳定性等优点，提升图像加密运算速度，对提高红外图像加密处理能力具有现实意义；
[0039]针对现有问题，设计一种全新的红外图像加密方法；本专利技术提出利用红外图像感兴趣区域(ROI，Region of Interest)加密的方法，从整体红外图像中提取有用信息，进行局部加密，实现目标区域隐藏加密的效果。
[0040]红外图像感兴趣区域是指从图像中找到最受人们关注的部分，该区域数量不确定，可能是一个或是多个区域，对选定的区域图像信息进行提取，将像素信息打乱排布，确保图像信息被隐藏，即使入侵者得到相关红外图像后，在短时间内无法还原图像信息，保护红外图像信息安全。
附图说明
[0041]图1为本专利技术的加密设计流程图；
[0042]图2为本专利技术改进的Logistic混沌系统倍周期分岔图；
[0043]图3为本专利技术的混沌序列分布图；
[0044]图4为本专利技术的改进的Logistic系统ROI加解密效果图。
具体实施方式
[0045]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0046]请参阅图1至4，本专利技术提供一种技术方案：一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法设计步骤为：
[0047]第一步，Logistic模型建模；
[0048]传统一维映射的Logistic模型离散表达式为：
[0049]x
n+1
＝λx
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法，其特征在于：其步骤为：(1)进行Logistic模型建模；(2)提取红外图像感兴趣区域；(3)对红外图像感兴趣区域相关特征进行变换；(4)基于步骤(1)
‑
(3)，对红外图像感兴趣区域进行加密。2.根据权利要求1所述的一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法，其特征在于：步骤(1)的Logistic模型建模表达式为：其中x
n
为混沌序列，取值范围x
n
∈(0,1)，λ为分支控制参数，取值范围λ∈[0,4]，为非线性耦合项，x
n+1
＝λx
n
(1
‑
x
n
)为动力学方程公式。3.根据权利要求2所述的一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法，其特征在于：步骤(2)的提取红外图像感兴趣区域方式为：由于红外图像灰度层次少，且直方图具有明显的峰、谷特征，峰和谷分别对应着红外图像的目标图像灰度和背景图像灰度，通常目标灰度值度高，利用大津法求得红外图像阈值Th后，对红外图像I，其感兴趣区域是一部分像素的集合，满足的条件是该坐标处的像素值大于阈值Th，公式如下：ROI＝{I(x,y)|I(x,y)＞Th}其中ROI为感兴趣区域一部分像素的集合，I(x,y)为红外图像坐标值。4.根据权利要求3所述的一种改进Logistic混沌系统的红外图像感兴趣区域加密方法，其特征在于：步骤(3)的对红外图像感兴趣区域相关特征进行变换方式为：在公式所示的改进的Logistic系统中，取初值x0、y0，控制参数取λ1和λ2，产生两个一维混沌序列x
n
,y
n
，分别建立横坐标和纵坐标的映射矢量；对序列x
n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪丽，李雄，王龙，曹铭薇，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队士官学校，
类型：发明
国别省市：