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申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明属于数字图像隐藏与恢复技术领域，具体公开了一种基于忆阻多涡卷超混沌系统的图像隐藏与恢复方法。其中，本发明设计了忆阻多涡卷超混沌系统，同时根据AES加密算法并结合从忆阻多涡卷超混沌系统抽取的随机序列设计出改进的AES加密算法，实现了对数字图像的加密操作；本发明将提出的改进AES加密算法与可逆信息隐藏技术相结合，设计了基于忆阻多涡卷超混沌系统的图像信息隐藏与恢复方法，将加密后的关键信息嵌入到生成的载体图像中，获得被隐藏的加密后的图像，同时根据技术的可逆性，对隐藏图像执行恢复操作得到原图像。本发明能够降低密文信息被发现的概率，大大提高了图像加密的安全性。

主权项：1.一种基于忆阻多涡卷超混沌系统的图像隐藏方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤I.1.设计忆阻多涡卷超混沌系统，得到忆阻多涡卷超混沌系统的参数值和初始条件；将超混沌系统迭代N0次，用于消除暂态效应，其中N0为正整数；步骤I.2.将大小为X*Y*3的彩色明文图像A分解为三个大小为X*Y的RGB通道分量，分别对三个通道分量进行分块，将其分为大小为3*3的块；对每块中的像素值进行排序，选取经过排序后的像素值的中位数作为本块的参考像素pref1，并用每块中其他位置的像素值减去参考像素值，得到其余像素与参考像素的像素差值dk1；步骤I.3.生成RGB通道分量对应的分形图像，嵌入步骤I.2得到的图像的像素差值dk1；步骤I.4.将步骤I.2中的彩色明文图像A的RGB通道参考像素值分别重新拼合成彩色图像B；使用改进的AES加密算法对拼合成的彩色图像B进行加密得到加密图像B′；并对加密图像B′进行RGB通道分离，分别得到加密图像B′的RGB通道分量；步骤I.5.将步骤I.4得到的加密图像B′的RGB通道分量转换为二进制，并分别对步骤I.3生成的RGB通道分量对应的分形图像进行分块，分为大小为3*3的块；分别将加密图像B′的RGB通道分量对应的二进制高位数据嵌入到步骤I.3中得到分形图像；步骤I.6.将经过步骤I.5得到的嵌入后的RGB通道分量对应的载密图像进行拼合，得到载密图像C；至此，实现了对彩色明文图像A的图像隐藏处理；所述步骤I.1中，忆阻多涡卷超混沌系统的方程为： 其中，Ww＝-0.5+w2，x、y、z和w为系统的状态变量；a、b、c、d、e和g为系统的控制参数，在a＝3，b＝g＝1和c＝d＝e＝0.5时，系统表现为超混沌状态；fy为非线性函数，用于控制吸引子的涡卷数量，其表达式如下所示： 其中，M和N为正整数，用于控制吸引子的涡卷数量，sgn·为修改的符号函数： 将忆阻多涡卷超混沌系统的4个状态变量的初始条件及a、b、c、d、e、g、M和N共8个系统的控制参数作为初始密钥，通过初始密钥产生的混沌序列能够应用于改进的AES加密算法与图像隐藏方法中；所述步骤I.5中，嵌入处理的过程为： 其中，Ei,j为嵌入数据后的像素渲染值，Ii,j为嵌入数据前的像素渲染值；dk2表示步骤I.3中生成的分形图像的像素值与其分块后得到的参考像素之间的像素差值，w为经过步骤I.4加密处理后的加密图像B′的RGB通道分量对应的二进制数据；其中，pref2表示参考像素，pmin表示升序排序后的最小像素值，pmax表示升序排序后的最大像素值；参考像素pref2的选取依据为： Zk是由步骤I.1的忆阻多涡卷超混沌系统产生的混沌序列，并将其映射到区间[0,9]，且均为整数，通过判断参考像素pref2确定加密图像B′的像素二进制高位数据嵌入位置。

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百度查询： 山东科技大学 基于忆阻多涡卷超混沌系统的图像隐藏与恢复方法