专利名称：基于均匀置乱和混沌映射的医学图像加密方法
技术领域：
本发明涉及网络图像通信技术领域，特别是涉及一种医学图像的信息隐藏方法。
背景技术：
近年来，随着网络与计算机技术的发展，人们对信息安全的关注越来越多。图像能保存大量信息，在许多领域中，图像加密有其特有的价值。尤其在医疗领域中，为保护病人的隐私以及一些学术机密，医学影像在传输与存储过程中的加密显得十分重要。
图像加密因为其信息量大，很多的传统加密技术如AES(高级加密标准)等，由于算法复杂因而加密过程长且复杂，运算量巨大，加密一幅图所需要的时间过于漫长，所以并不实用。且在另一方面，图像具有二维信息的二维连续性，大大不同于一维信息，所以许多传统的为一维信息设计的加密函数都不能确保能很好的掩盖图像信息。
医学图像的传输与存储过程中和普通图像加密有所不同，要考虑到篡改等攻击的威胁，篡改可能造成误诊等严重问题 。
如上所述，提出一种简单高效的图像加密算法应用于医学图像中十分重要。发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于均匀置乱和混沌映射的医学图像加密方法来掩盖图像信息，先将医学图像中的像素做均匀置乱，再采用混沌映射方法改变图像像素值，最终生成具有一定抗篡改能力的加密图像。
本发明的技术方案是这样实现的:一种基于均匀置乱和混沌映射的医学图像加密方法，包括以下步骤:
步骤1:设置密钥并生成随机数列，过程为:
步骤1.1:设置密钥Xtl，所述的Xtl由用户设定，且有Xtl e (O, I)；
步骤1.2:生成随机数列，公式如下:
xn+1=rxn(1-Xn) (0.1)
上式中，用户设定的密钥Xtl作为公式(1.1)的起始值，r为由用户设定的实数，当r e (3.7，4]时，利用公式(1.1)递归生成一个伪随机数列，数列每项为一个O到I的实数，即 xn e (O, I)；
步骤2:将医学图像分为多块小正方形，过程为:首先对医学图像进行处理，在医学图像边缘处填充零使得不规则医学图像变成标准正方形图像；然后将医学图像划分为大小相等的小正方形；
步骤3:将医学图像进行均匀置乱运算，采用如下:[嶋]OX_
式中，x'、y'为像素被置乱后所生成的新坐标的横坐标和纵坐标，
权利要求
1.一种基于均匀置乱和混沌映射的医学图像加密方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:设置密钥并生成随机数列，过程为； 步骤1.1:设置密钥Xe)，所述的Xo由用户设定，且有Xo e (O, I)； 步骤1.2:生成随机数列，公式如下: xn+1=rxn(l-xn) (1.1) 上式中，用户设定的密钥Xtl作为公式(1.1)的起始值，r为由用户设定的实数，当r e (3.7，4)时，利用公式(1.1)递归生成一个伪随机数列，数列每项为一个O到I的实数，即 xn e (O, I)； 步骤2:将医学图像分为多块小正方形，过程为:首先对医学图像进行处理，在医学图像边缘处填充零使得不规则医学图像变成标准正方形图像；然后将医学图像划分为大小相等的小正方形； 步骤3:将医学图像进行均匀置乱运算，采用如下:(；:)=δχΚ(12) 式中，X '、y '为像素被置乱后所生成的新坐标的横坐标和纵坐标，H a/+JOm g)表示对一个小正方形块内的像素进行置乱，其中a、b为公式(1.2)的参数，计算方法为:步骤1.2生成的伪随机数列乘以一个小于10的整数后加I得到的值作为a或b ；x和y分别为原始医学图像中像素的横坐标和纵坐标，M为原始医学图像的X轴分辨率，B为在X方向分割的小正方形的块数；β代表进行置乱次数，为一个整数，一般可以使用4到10的整数，实际操作中可以在β次置乱中，每次使用不同的a，b参数，来保证置乱的复杂度^和k2表示坐标(X，y)所在小块的位置，即块的横坐标和纵坐标； 步骤4:利用步骤1.2所生成的伪随机数乘以一个像素系数，取整后与原像素进行异或运算； 所述的像素系数计算公式如下: C=2S (1.3) 式中，C表示像素系数，s表示图像位深度； 步骤5:对所有像素重复执行步骤I至5，遍历医学图像汇总所有像素，完成图像加密。
2.如权利要求1所述的基于均匀置乱和混沌映射的医学图像加密方法，其特征在于:步骤2所划分的小正方形的块数计算最大值方法为: ,图像X轴分辨率图像Γ轴分辨率 式中，A表示小正方形的块数，对医学图像的划分成的小正方形块数应小于或等于A。
全文摘要
基于均匀置乱和混沌映射的医学图像加密方法，属于网络图像通信技术领域。设置密钥并生成随机数列，将医学图像分为多块小正方形，医学图像进行均匀置乱运算，利用生成的伪随机数乘以一个像素系数，取整后与原像素异或，对所有像素重复执行步骤1至5，遍历医学图像汇总所有像素，完成图像加密。本发明所提出的基于均匀置乱和混沌映射的医学图像加密方法，比现有方法简单，加密更加快速；与为维流密码加密方法相比，能很好的掩盖图像二维的信息；特别针对医学图像加密领域，注重篡改攻击带来的误诊危害，有很好的抗篡改攻击能力。
文档编号H04L9/00GK103248854SQ20131015145
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者代茵, 张瀚秋, 屈晓萍, 李亚威, 于利伟, 王桐 申请人:东北大学