[發(fā)明專利]基于遺傳算法的彩色圖像保存縮略圖加密算法

在審

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• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN112116672A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柴秀麗;王音景;付江豫;田野;甘志華;路楊
• 申請（專利權(quán)）人: 河南大學(xué)
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00;G06N3/12
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強(qiáng)

1.基于遺傳算法的彩色圖像保存縮略圖加密算法，其特征在于，包括：

步驟1、對彩色圖像P進(jìn)行種群初始化處理，得到若干個初始種群；其中，每個所述種群由彩色圖像P中的像素構(gòu)成，所述種群初始化處理包括對彩色圖像P進(jìn)行分塊處理得到若干個子塊、種群獲取操作和對種群內(nèi)的個體進(jìn)行編碼得到個體對應(yīng)的染色體；

步驟2、針對當(dāng)前種群，生成5組偽隨機(jī)序列D、E、F、H和I；

步驟3、針對當(dāng)前種群，將其交叉前的染色體序列記作A；采用偽隨機(jī)序列D選擇交叉對象，并對交叉對象中的若干個個體進(jìn)行交叉配對；采用偽隨機(jī)序列E選擇交叉點(diǎn)，根據(jù)選定的交叉點(diǎn)對匹配到的交叉對進(jìn)行交叉操作，得到新的染色體序列A′；

步驟4、針對當(dāng)前種群，采用偽隨機(jī)序列F從所述新的染色體序列A′中選擇變異染色體，采用偽隨機(jī)序列H選擇變異基因位置，根據(jù)選定的變異基因位置對選定的變異染色體逐個變異，直至種群內(nèi)所有染色體均完成變異得到新的種群；

步驟5、針對當(dāng)前種群，對新的種群迭代執(zhí)行步驟2至步驟4，直至完成預(yù)設(shè)的迭代輪數(shù)T輪，結(jié)束當(dāng)前種群的進(jìn)化；繼續(xù)下一個種群，執(zhí)行步驟2至步驟5，直至完成所有種群的進(jìn)化；

步驟6、對完成進(jìn)化的種群的染色體進(jìn)行解碼，得到二維矩陣，將解碼得到的所有二維矩陣按照其原坐標(biāo)進(jìn)行合并，得到灰度密文，再結(jié)合通道信息生成彩色密文。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的算法，其特征在于，步驟1中的對彩色圖像P進(jìn)行分塊處理具體為：

首先對彩色圖像P進(jìn)行RGB分解，提取三組灰度圖像P_R、P_G和P_B；然后對所述三組灰度圖像P_R、P_G和P_B分別進(jìn)行分塊處理，得到若干個子塊，每個子塊均包含m×n個像素。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的算法，其特征在于，步驟1中的種群獲取操作具體為：

將每個子塊變換為1×mn的一維序列，將所述一維序列作為初始種群V，每個子塊對應(yīng)有一個初始種群；其中，子塊內(nèi)的像素代表種群內(nèi)的個體V_i，i表示個體在種群內(nèi)的位置,i為[1,mn]之間的整數(shù)，mn表示種群內(nèi)的個體總數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的算法，其特征在于，步驟1中的對種群內(nèi)的個體進(jìn)行編碼得到個體對應(yīng)的染色體具體為：

將V_i值轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制串，將所述二進(jìn)制串作為V_i的染色體A_i；其中，V_i與A_i在各自空間的位置信息一一對應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的算法，其特征在于，步驟2中，每個種群的偽隨機(jī)序列的生成過程包括：

步驟2.1：根據(jù)子塊的通道信息、位置信息、種群的當(dāng)前迭代次數(shù)、彩色圖像P攜帶的信息和預(yù)設(shè)的獨(dú)立密碼，生成種群的特定密鑰；

步驟2.2：采用SHA-256算法計(jì)算得到所述特定密鑰的hash值，將hash值代入偽隨機(jī)數(shù)生成器生成5組偽隨機(jī)序列D、E、F、H和I；

其中，D的長度為mn，其元素的取值范圍為[1,mn]之間不重復(fù)的整數(shù)；E的長度為mn/2，其元素的取值范圍為[1,7]之間可重復(fù)的整數(shù)；F的長度為mn，其元素的取值范圍為[1,mn]之間不重復(fù)的整數(shù)；H的長度為mn，其元素的取值范圍為[1,7]之間可重復(fù)的整數(shù)；I的長度為2mn，其元素的取值范圍為[1,mn]之間可重復(fù)的整數(shù)，且I(2i-1)≠I(2i)≠F(i)，i為[1,mn]之間的正整數(shù)。