[发明专利]一种基于2D BacterialGrowth迷宫的数字置乱方法

摘要

本发明提供一种基于2D BacterialGrowth迷宫的数字置乱方法，预先对BacterialGrowth迷宫生成区域进行人为限定，从而可用于人为指定的任意2D封闭连通区域，同时按迷宫节点更新顺序对迷宫设定区域的每个节点赋予唯一编号，由此产生迷宫设定区域所有节点的排列，在此基础上构造了基于2D BacterialGrowth迷宫节点更新序列和节点更新序列复合的置乱方法，从而可将所有节点置乱。本发明所给出的置乱方法具有普适性和灵活性，在使用过程中不存在任何限制，不仅能用于传统置乱方法所针对的规则区域，例如正方形和矩形区域，也可用于任意选定的2D封闭连通不规则区域置乱。本发明也给出了用于像素矩阵，R、G、B通道矩阵和比特位面的图像置乱方法。

主权项

1.一种基于2D BacterialGrowth迷宫的数字置乱方法，其特征在于包括以下步骤：第1步：设定迷宫初始范围S_init＝()_m×n和迷宫有效区域S_maze＝(s_i,j)_m×n，S_maze＝(s_i,j)_m×n为图像上的2D局部不规则封闭连通区域，对于若则初始s_i,j＝‑1，反之则标记s_i,j＝0表示节点s_i,j未访问，若s_i,j>0表示节点s_i,j已访问，统计有效区域S_maze范围内的节点数量Num_maze＝count(S_maze)；第2步：对于记s_i,j.d,d＝0,1,2,3依次为节点s_i,j的下方墙、右方墙、上方墙和左方墙，初始化s_i,j.d＝‑1,d＝0,1,2,3，即将S_maze范围内的所有节点以墙进行分隔，s_i,j.d＝‑1表示有墙，s_i,j.d＝0表示无墙；第3步：选择随机数发生器y＝RG(x)，设定随机数发生器初始值RG.init＝seed，初始化已访问迷宫节点列表A_update＝Φ，记当前已访问节点数量Num_visited，Num_visited＝0；第4步：随机选取标记将加入A_update，即Num_visited＝Num_visited+1；第5步：若Num_visited＜Num_maze，则循环执行第6步～第9步；第6步：初始化临时缓冲列表A_temp＝Φ，将A_temp＝A_update，按随机数发生器随机产生a,b∈[0,A_temp.length‑1]，并且满足gcd(a,A_temp.length)＝1，即a和A_temp.length互素；第7步：对于每个index＝(a·i+b)modA_temp.length,i∈[0,A_temp.length‑1]，取索引位置的节点s_x,y＝A_temp.at(index)；第8步：若s_x,y的周围相邻节点s_x+1,y,s_x,y+1,s_x‑1,y,s_x,y‑1存在未访问的节点，则按随机数发生器随机选择1个未访问的节点，记为s_x′,y′；第9步：将s_x,y和s_x′,y′之间的分割墙标记为0，标记s_x′,y′＝1，将s_x′,y′加入A_update，即A_update＝A_update.add(s_x′,y′)，Num_visited＝Num_visited+1；第10步：利用A_update构造S_maze＝(s_i,j)_m×n范围内所有节点间的节点位置映射关系，从而将图像上2D局部不规则封闭连通区域S_maze＝(s_i,j)_m×n范围内的所有节点进行整体置乱。