基于DSP+FPGA的多混沌實(shí)時(shí)視頻圖像加密系統(tǒng)
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2．2 DSP子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
DSP子系統(tǒng)的主要工作是完成多混沌加密算法及對(duì)SDRAM數(shù)據(jù)的讀寫。多混沌圖像加密算法在DSP中實(shí)現(xiàn)步驟如下：
(1)對(duì)式(1)中xj(0)和pj(j=1，2，3)的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)置；
(2)為確保系統(tǒng)進(jìn)入混沌狀態(tài)，首先將Fj(xj(i)，(pj)迭代256次得到x1(i)和x2(i)，然后將其代入l=[x1(i)+x2(i)+p1+p2)×1015]mod 256+1，得到F3(x3(i)，p3)在第(3)步中需要迭代的次數(shù)，其中[y]表示對(duì)數(shù)據(jù)y進(jìn)行下取整；
(3)繼續(xù)迭代F1(x1(i)，p1)和F2(x2(i)，P2)并利用式(2)來(lái)生成密鑰Si；同時(shí)將F3(x3(i)，p3)迭代1次后，根據(jù)式(7)生成偽隨機(jī)比特r，如果r=0，這時(shí)進(jìn)入第(4)步流加密，否則進(jìn)入第(5)步分組加密；
(4)將64bit的明文pi成8組(即pi=pi,0，pi,1，……，pi,7)與密鑰Si進(jìn)行異或操作，得到密文pi’=p’i,0，p’i,1，……，P’i,7，然后得到迭代次數(shù)1：
最后進(jìn)入第(6)步；
(5)首先將明文分成8組得到pi=pi,0，pi,1，…，pi,7，然后將其按照式(4)、(5)、(6)進(jìn)行變換，得到密文
，最后根據(jù)式(8)得到下一次F3(x3(i)，p3)需迭代次數(shù)1，進(jìn)入第(6)步；(6)判斷一幀的圖像數(shù)據(jù)是否全部加密，如果沒有完成則進(jìn)入第(3)步，否則就進(jìn)入第(1)步。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
為了驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性，對(duì)其進(jìn)行了3種實(shí)驗(yàn)：FPGA單獨(dú)工作實(shí)驗(yàn)、DSP單獨(dú)工作實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)正常運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)。第一種實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)FPGA對(duì)實(shí)時(shí)視頻圖像數(shù)據(jù)在SDRAM中的讀寫是否正確，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，從圖4可以看出FPGA對(duì)實(shí)時(shí)視頻圖像的傳輸是正確的。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是DSP直接讀入一幅圖片對(duì)其進(jìn)行加密，加密完后FPGA將其讀出并顯示出來(lái)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。同時(shí)通過(guò)Matlab軟件編程對(duì)該幅圖片進(jìn)行相同的加密，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。圖6證明了DSP對(duì)圖像的加密是非常準(zhǔn)確的。系統(tǒng)正常運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/201610/306065.htm
4 結(jié)束語(yǔ)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分運(yùn)用了TMS320C6713是浮點(diǎn)型處理器及其強(qiáng)大的運(yùn)算能力等，同時(shí)結(jié)合了FPGA芯片對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，使整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有很高的靈活性和更高的實(shí)時(shí)性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析證明：采用DSP+FPGA的設(shè)計(jì)方案能滿足對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行快速加密的需求，同時(shí)也說(shuō)明了多混沌對(duì)視頻傳輸具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和保密性等優(yōu)點(diǎn)。
評(píng)論