[发明专利]一种基于2D Wilson迷宫的数字置乱方法

摘要

本发明提供一种基于2D Wilson迷宫的数字置乱方法，预先对Wilson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 Wilson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 Wilson迷宫的数字置乱方法，其特征在于包括以下步骤：第1步：设定迷宫初始范围为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，对于若则标记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，记已访问的节点数量Numvisited，初始Numvisited＝0，初始化已访问迷宫节点列表Aupdate＝Φ，其中Φ为空集；第4步：随机选取标记s_x,y＝1，将其加入到节点更新序列，A_update＝A_update.add(s_x,y)，Num_visited＝Num_visited+1；第5步：若Numvisited＜Nummaze，则循环执行第6步～第10步，反之若Numvisited≥Nummaze时，则执行第11步；第6步：初始化Wilson随机游走路线列表AWilson＝Φ，初始化全0元素Wilson矩阵MWilson＝(mwi,j)m×n，其中mwi,j＝0表示si,j不在Wilson随机游走路线上，mwi,j＝‑1表示si,j在Wilson随机游走路线上；第7步：从sx,y周围Smaze范围内有效节点sx+1,y,sx,y+1,sx‑1,y,sx,y‑1中随机选择1个节点sx′,y′作为当前节点，若sx′,y′＝0且mwx′,y′＝‑1，则在Wilson随机游走路线列表AWilson中移除sx′,y′第1次位置出现之后的所有节点并将对应的节点重新在MWilson上标记为0；第8步：若sx′,y′＝0且mwx′,y′＝0，则标记mwx′,y′＝‑1，则将sx′,y′加入AWilson，即AWilson＝AWilson.add(sx′,y′)；第9步：若sx′,y′＝1，则将AWilson中的所有节点标记为已访问，将其加入到Aupdate，Numvisited＝Numvisited+AWilson.length；第10步，若sx,y周围不存在可以访问的Smaze范围内有效节点，则从Aupdate中随机选择1个节点作为当前节点sx,y；第11步：利用Aupdate构造Smaze＝(si,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Smaze＝(si,j)m×n范围内的所有节点进行整体置乱。