CN110443743A - 一种图像矩阵内存防止溢出处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像矩阵内存防止溢出处理方法及系统，将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像，变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵；将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列；将灰度值序列构成防止溢出图像并输出到终端设备，能够快速有效的生成防止溢出图像；通过图像子块索引能够最大避免了内存的溢出，无需识别图像矩阵是否会导致内存溢出，防止溢出处理难度低，处理的速度快、效率高，适合内存比较小、低配置、对于图像清晰度要求不高的终端设备。

Description

一种图像矩阵内存防止溢出处理方法及系统

技术领域

本公开涉及文件存储、图像处理技术领域，具体涉及一种图像矩阵内存防止溢出处理方法及系统。

背景技术

在读取到的图片的像素很高、图像体积比较大的情况下，一些内存较小的设备，例如移动设备、PDA工业手持终端机、智能POS、平板电脑等设备，经常容易出现图像矩阵的溢出，从而导致了应用程序异常退出(闪退)的现象，而在其他的一些大型机的运算环境中，图像矩阵的溢出一种非常普遍、非常危险的漏洞，在终端机的各种类型的操作系统、应用软件中广泛存在着。图像矩阵的缓冲区溢出可以导致程序中断退出、终端设备的系统宕机等后果。

为了防止溢出图像矩阵在内存溢出，一种现有的防止溢出方法是：在全地址空间对目标进程的图像矩阵进行扫描，分析其图像矩阵是否存可能导致实现缓冲区溢出问题。另一种现有的防止溢出方法是：对目标程序的输入的图像数据进行分析，解析输入图像矩阵，识别图像矩阵是否会导致内存溢出。但是，这种方法需要深入分析图像文件和内存空间的可用性等，对于多种不同的图像数据文件格式难度极大；综上所述，现有的图像矩阵在缓冲区防止溢出的方法，处理难度大，效率低下。

发明内容

为解决上述问题，本公开提供一种图像矩阵内存防止溢出处理方法及系统的技术方案，将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像，变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵；将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列；将灰度值序列构成防止溢出图像并输出到终端设备。

为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种图像矩阵内存防止溢出处理方法，所述方法包括以下步骤：

S100,将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像；

S200,变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵；

S300,将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列；

S400,将灰度值序列构成防止溢出图像并输出到终端设备。

进一步地，在S100中，将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像的方法为：输入一个图像I，设I的图像矩阵的大小为n＝M×N像素，且I中总共包含k种颜色c_i,i∈1…k，其中具有颜色(即不为黑、白、灰)c_i的像素个数为n_i，n₁+n₂+…+n_k＝n，将I的直方图H作为一个具有k个元素的多重像素集S＝(n₁c₁+n₂c₂+…+n_kc_k)(其基数为n)；显然，S上的任意一个全排列P_i均对应一幅M×N的图像I_i，即P_i和I_i存在一一对应关系；

令集合X＝{1,2,…,n}，则X的一个置换为X到其自身的一个双射P:X→X；定义P₁和P₂的两个置换运算为P₁·P₂:X→X，P₁·P₂(x)＝P₁(X)·P₂,x∈X；

X的所有的置换的集合通过P₁和P₂的乘法运算构成群，称为X的对称群，记为S_n；置换P为将X的一个排列变成另一个排列，由于图像与排列之间一一对应关系，可将集合X的元素看作是图像I中各元素顺序排列时的下标，则任何一个置换都可以看作是I到P(I)的一个图象变换，图像变换后得到第一图像。

进一步地，在S200中，变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵的方法为：设原始图像为I(i,j)，i＝0,1,…,M-1，j＝0,1,…N-1，根逻辑斯谛映射(抛物线映射)的初值x₀，产生实数值混沌序列x_k得到2^k值序列Γ(x_k)＝b_k-1…b₀，对于某一点像素点(i,j)的灰度值I(i,j)，将0≤I(i,j)≤255表示为二进制I₇I₆…I₀，并利用2^k值混沌序列b_k-1…b₀来修改I₇I₆…I₀，1≤k≤8，以四值序列为例(K＝2)；

如果b_i＝00，I₇和I₆均不变；如果b_i＝01，I₇不变，I₆取反；如果b_i＝10，I₇取反，I₆不变；如果b_i＝11，I₇和I₆均取反；通过以上的变换可以得到新的二进制序列I'₇I'₆…I'₀，然后转换为十进制，即可得I'(i,j)，I'(i,j)即为修正图像矩阵；修正图像矩阵也可以通过下式得到：

进一步地，在S300中，将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列的方法为：

设I'表示尺寸为M×N像素的修正图像矩阵，并且I'(x,y)，x＝0,1,…,M-1，Y＝0,1,…,N-1表示图像I'在位置(x,y)处的灰度值；b_k,k∈{0,1,…,M×N-1}是由混沌序列生成器生成的比特序列；防止溢出处理的方法的具体过程包括以下的步骤：

S310：两个线性反馈移位寄存器LFSR₁和LFSR₂，其初态为和混沌序列生成器及其两个初值和混沌序列发生器包括但不限于Logistic混沌序列发生器，对于i＝1,2,…，序列的灰度值完成如下步骤：

S311：移位LFSR₁，产生序列

S312：移位LFSR₂，产生序列

S313：给定初始值通过混沌序列发生器产生数字混沌序列

S314：给定初始值通过混沌序列发生器产生数字混沌序列

S315：作运算

S316：若则置若则删去

S320：输出防止溢出的灰度值序列{k_i|i＝1,2,…}。

进一步地，在S400中，将灰度值序列构成防止溢出图像的方法为：

设给定图像I'，H为图像I'的高度，W为图像I'的宽度，Num表示图像矩阵中包含的图像子块的数量；将图像划分成Num个的图像子块，图像子块大小为通过二维数组存储所有图像子块的中心点的像素点坐标，则二维数组的下标为线性排列顺序的图像子块索引，将各图像子块的防止溢出的灰度值序列在二维空间的地址取出来，按照图像子块索引从左到右，从上到下的线性排序，按照顺序依次组成图像，从而生成防止溢出图像；通过图像子块索引可以快速的在内存中用索引编号来定位和查找图像子块，从而最大避免了内存的溢出。

本发明还提供了一种图像矩阵内存防止溢出处理系统，所述系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：

图像映射变换单元，用于将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像；

灰度值修正单元，用于变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵；

防止溢出处理单元，用于将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列；

图像构成输出单元，用于将灰度值序列构成防止溢出图像并输出到终端设备。

本公开的有益效果为：本发明提供一种图像矩阵内存防止溢出处理方法及系统，能够快速有效的生成防止溢出图像；通过图像子块索引能够最大避免了内存的溢出，无需识别图像矩阵是否会导致内存溢出，防止溢出处理难度低，处理的速度快、效率高，适合内存比较小、低配置、对于图像清晰度要求不高的终端设备。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：

图1所示为一种图像矩阵内存防止溢出处理方法的流程图；

图2所示为原图像；

图3所示为防止溢出处理后的结果图像；

图4所示为一种图像矩阵内存防止溢出处理系统结构图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例中，终端设备指向用户提供数据处理功能、数据处理显示功能、语音和/或数据连通性的设备，包括但不仅限于处理器、存储器，其类型包括无线终端或有线终端。无线终端可以是具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备，经无线接入网与一个或多个核心网进行通信的移动终端。例如，无线终端可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机。又如，无线终端也可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置。再如，无线终端可以为移动站(英文为：mobile station)、接入点(英文为：access point)、或用户装备(英文为：user equipment，简称UE)等。

如图1所示为根据本公开的一种图像矩阵内存防止溢出处理方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本公开的实施方式的一种图像矩阵内存防止溢出处理方法。

本公开提出一种图像矩阵内存防止溢出处理方法，具体包括以下步骤：

S100,将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像；

S200,变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵；

S300,将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列；

S400,将灰度值序列构成防止溢出图像并输出到终端设备。

进一步地，在S100中，将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像的方法为：输入一个图像I，设I的图像矩阵的大小为n＝M×N像素，且I中总共包含k种颜色c_i,i∈1…k，其中具有颜色(即不为黑、白、灰；黑即纯黑(黑色)RGB值为RGB(0,0,0)，白即纯白(白色)RGB值为RGB(255,255,255)，灰即R、G、B三个分量相等)c_i的像素个数为n_i，n₁+n₂+…+n_k＝n，将I的直方图H作为一个具有k个元素的多重像素集S＝(n₁c₁+n₂c₂+…+n_kc_k)(其基数为n)；显然，S上的任意一个全排列P_i均对应一幅M×N的图像I_i，即P_i和I_i存在一一对应关系；

令集合X＝{1,2,…,n}，则X的一个置换为X到其自身的一个双射P:X→X；定义P₁和P₂的两个置换运算为P₁·P₂:X→X，P₁·P₂(x)＝P₁(X)·P₂,x∈X；

X的所有的置换的集合通过P₁和P₂的乘法运算构成群，称为X的对称群，记为S_n；置换P为将X的一个排列变成另一个排列，由于图像与排列之间一一对应关系，可将集合X的元素看作是图像I中各元素顺序排列时的下标，则任何一个置换都可以看作是I到P(I)的一个图象变换，图像变换后得到第一图像。

进一步地，在S200中，变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵的方法为：设原始图像为I(i,j)，i＝0,1,…,M-1，j＝0,1,…N-1，根逻辑斯谛映射(抛物线映射)的初值x₀，产生实数值混沌序列x_k得到2^k值序列Γ(x_k)＝b_k-1…b₀，对于某一点像素点(i,j)的灰度值I(i,j)，将0≤I(i,j)≤255表示为二进制I₇I₆…I₀，并利用2^k值混沌序列b_k-1…b₀来修改I₇I₆…I₀，1≤k≤8，以四值序列为例(K＝2)；

如果b_i＝00，I₇和I₆均不变；如果b_i＝01，I₇不变，I₆取反；如果b_i＝10，I₇取反，I₆不变；如果b_i＝11，I₇和I₆均取反；通过以上的变换可以得到新的二进制序列I'₇I'₆…I'₀，然后转换为十进制，即可得I'(i,j)，I'(i,j)即为修正图像矩阵；修正图像矩阵也可以通过下式得到：

进一步地，在S300中，将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列的方法为：

设I'表示尺寸为M×N像素的修正图像矩阵，并且I'(x,y)，x＝0,1,…,M-1，Y＝0,1,…,N-1表示图像I'在位置(x,y)处的灰度值；b_k,k∈{0,1,…,M×N-1}是由混沌序列生成器生成的比特序列；防止溢出处理的方法的具体过程包括以下的步骤：

S310：两个线性反馈移位寄存器LFSR₁和LFSR₂，其初态为和混沌序列生成器及其两个初值和混沌序列发生器包括但不限于Logistic混沌序列发生器，对于i＝1,2,…，序列的灰度值完成如下步骤：

S311：移位LFSR₁，产生序列

S312：移位LFSR₂，产生序列

S313：给定初始值通过混沌序列发生器产生数字混沌序列

S314：给定初始值通过混沌序列发生器产生数字混沌序列

S315：作运算

S316：若则置若则删去

S320：输出防止溢出的灰度值序列{k_i|i＝1,2,…}。

进一步地，在S400中，将灰度值序列构成防止溢出图像的方法为：

设给定图像I'，H为图像I'的高度，W为图像I'的宽度，Num表示图像矩阵中包含的图像子块的数量；将图像划分成Num个的图像子块，图像子块大小为通过二维数组存储所有图像子块的中心点的像素点坐标，则二维数组的下标为线性排列顺序的图像子块索引，将各图像子块的防止溢出的灰度值序列在二维空间的地址取出来，按照图像子块索引从左到右，从上到下的线性排序，按照顺序依次组成图像，从而生成防止溢出图像；通过图像子块索引可以快速的在内存中用索引编号来定位和查找图像子块，从而最大避免了内存的溢出。

如图2所示为原图像，图3所示为防止溢出处理后的结果图像。由于防止溢出的灰度值序列对初始值非常敏感，即使防止溢出的灰度值序列很小的像素变化也会得到完全不同的图像子块排列顺序和完全不同的像素灰度值，从而导致防止溢出处理结果的错误。由于本公开改变了图像的像素点的灰度值，增强了图像在内存中显示、读取的系统安全性。

本公开的实施例提供的一种图像矩阵内存防止溢出处理系统，如图4所示为本公开的一种图像矩阵内存防止溢出处理系统结构图，该实施例的一种图像矩阵内存防止溢出处理系统包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种图像矩阵内存防止溢出处理系统实施例中的步骤。

所述系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：

图像映射变换单元，用于将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像；

灰度值修正单元，用于变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵；

防止溢出处理单元，用于将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列；

图像构成输出单元，用于将灰度值序列构成防止溢出图像并输出到终端设备。

所述一种图像矩阵内存防止溢出处理系统可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备中。所述一种图像矩阵内存防止溢出处理系统，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种图像矩阵内存防止溢出处理系统的示例，并不构成对一种图像矩阵内存防止溢出处理系统的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种图像矩阵内存防止溢出处理系统还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种图像矩阵内存防止溢出处理系统运行系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种图像矩阵内存防止溢出处理系统可运行系统的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种图像矩阵内存防止溢出处理系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。

Claims (6)

1.一种图像矩阵内存防止溢出处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100,将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像；

S200,变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵；

S300,将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列；

S400,将灰度值序列构成防止溢出图像并输出到终端设备。

2.根据权利要求1所述的一种图像矩阵内存防止溢出处理方法，其特征在于，在S100中，将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像的方法为：输入一个图像I，设I的图像矩阵的大小为n＝M×N像素，且I中总共包含k种颜色c_i,i∈1...k，其中具有颜色c_i的像素个数为n_i，n₁+n₂+...+n_k＝n，将I的直方图H作为一个具有k个元素的多重像素集S＝(n₁c₁+n₂c₂+...+n_kc_k)；显然，S上的任意一个全排列P_i均对应一幅M×N的图像I_i，即P_i和I_i存在一一对应关系；

令集合X＝{1,2,...,n}，则X的一个置换为X到其自身的一个双射P:X→X；定义P₁和P₂的两个置换运算为P₁·P₂:X→X，P₁·P₂(x)＝P₁(X)·P₂,x∈X；

X的所有的置换的集合通过P₁和P₂的乘法运算构成群，称为X的对称群，记为S_n；置换P为将X的一个排列变成另一个排列，由于图像与排列之间一一对应关系，可将集合X的元素看作是图像I中各元素顺序排列时的下标，则任何一个置换都可以看作是I到P(I)的一个图象变换，图像变换后得到第一图像。

3.根据权利要求2所述的一种图像矩阵内存防止溢出处理方法，其特征在于，在S200中，变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵的方法为：设原始图像为I(i,j)，i＝0,1,…,M-1，j＝0,1,…N-1，根逻辑斯谛映射的初值x₀，产生实数值混沌序列x_k得到2^k值序列Γ(x_k)＝b_k-1…b₀，对于某一点像素点(i,j)的灰度值I(i,j)，将0≤I(i,j)≤255表示为二进制I₇I₆…I₀，并利用2^k值混沌序列b_k-1…b₀来修改I₇I₆…I₀，1≤k≤8，以四值序列为例(K＝2)；

如果b_i＝00，I₇和I₆均不变；如果b_i＝01，I₇不变，I₆取反；如果b_i＝10，I₇取反，I₆不变；如果b_i＝11，I₇和I₆均取反；通过以上的变换可以得到新的二进制序列I'₇I'₆…I'₀，然后转换为十进制，即可得I'(i,j)，I'(i,j)即为修正图像矩阵；修正图像矩阵也可以通过下式得到：

4.根据权利要求3所述的一种图像矩阵内存防止溢出处理方法，其特征在于，在S300中，将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列的方法为：

设I'表示尺寸为M×N像素的修正图像矩阵，并且I'(x,y)，x＝0,1,…,M-1，Y＝0,1,…,N-1表示图像I'在位置(x,y)处的灰度值；b_k,k∈{0,1,…,M×N-1}是由混沌序列生成器生成的比特序列；防止溢出处理的方法的具体过程包括以下的步骤：

S310：两个线性反馈移位寄存器LFSR₁和LFSR₂，其初态为和混沌序列生成器及其两个初值和混沌序列发生器包括但不限于Logistic混沌序列发生器，对于i＝1,2,…，序列的灰度值完成如下步骤：

S311：移位LFSR₁，产生序列

S312：移位LFSR₂，产生序列

S313：给定初始值通过混沌序列发生器产生数字混沌序列

S314：给定初始值通过混沌序列发生器产生数字混沌序列

S315：作运算

S316：若则置若则删去

S320：输出防止溢出的灰度值序列{k_i|i＝1,2,…}。

5.根据权利要求4所述的一种图像矩阵内存防止溢出处理方法，其特征在于，在S400中，将灰度值序列构成防止溢出图像的方法为：

设给定图像I'，H为图像I'的高度，W为图像I'的宽度，Num表示图像矩阵中包含的图像子块的数量；将图像划分成Num个的图像子块，图像子块大小为通过二维数组存储所有图像子块的中心点的像素点坐标，则二维数组的下标为线性排列顺序的图像子块索引，将各图像子块的防止溢出的灰度值序列在二维空间的地址取出来，按照图像子块索引从左到右，从上到下的线性排序，按照顺序依次组成图像作为防止溢出图像。

6.一种图像矩阵内存防止溢出处理系统，其特征在于，所述系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：

图像映射变换单元，用于将图像的像素矩阵进行映射变换得到第一图像；

灰度值修正单元，用于变换第一图像像素点的灰度值得到修正图像矩阵；

防止溢出处理单元，用于将修正图像矩阵的空间域进行防止溢出处理得到灰度值序列；

图像构成输出单元，用于将灰度值序列构成防止溢出图像并输出到终端设备。