[发明专利]一种基于2D Growing Tree迷宫的数字置乱方法

摘要

本发明提供一种基于2D Growing Tree迷宫的数字置乱方法，预先对Growing Tree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 Growing Tree迷宫的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 Growing Tree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；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)，设定初始值RG.init＝seed，初始化迷宫节点列表Amaze＝Φ，节点更新序列Aupdate＝Φ，由随机数发生器产生2个概率Precent,Poldest∈[0,1)；第4步：选取将s_x,y分别加到A_maze和A_update，即A_maze＝A_maze.add(s_x,y)，A_update＝A_update.add(s_x,y)；第5步：若Amaze≠Φ，则循环执行第6步～第8步，若Amaze＝Φ则执行第9步；第6步：产生1个随机数P∈[0,1)，若P∈[0,Precent]，则取Amaze尾部元素作为当前节点sx,y，index＝Amaze.length‑1；反之若P∈(Precent,Precent+Poldest]，则取Amaze头部元素作为当前节点sx,y，index＝0；反之则从Amaze中随机取一个元素作为当前节点sx,y，sx,y＝Amaze(index),index＝random(Amaze.length)；第7步：若sx,y周围的邻近节点中sx+1,y,sx,y+1,sx‑1,y,sx,y‑1存在未访问的有效节点sx′,y′∈Smaze，则将所有的sx′,y′加入到Amaze和Aupdate中，即Amaze＝Amaze.add(sx′,y′)，Aupdate＝Aupdate.add(sx′,y′)；第8步：若sx,y周围的邻近节点中sx+1,y,sx,y+1,sx‑1,y,sx,y‑1不存在未访问的有效节点sx′,y′∈Smaze，则删除Amaze中索引位置为index位置的元素，即Amaze.delete(index)；第9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范围内所有节点进行整体置乱。