TWI564744B - 混沌訊號同步方法 - Google Patents

Description

混沌訊號同步方法

本發明是有關於一種即時影像系統及方法，特別是指一種離散化混沌同步之即時影像系統及其混沌訊號同步方法。

以往之混沌系統皆為類比式混沌系統，皆是利用一般電子電路的方式，使用電阻、電容、電感、以及運算放大器完成，但使用類比系統最大之缺點，會因元件本身之誤差值、元件老化、溫度濕度等等因數而改變其電路穩定性，且因混沌系統本身之蝴蝶效應特性，而嚴重影響到系統穩定度，進而導致同步控制性失效之可能。

如我國專利第M339162號「一種基於行動醫療之不同程度混沌加密裝置」，是一種結合加密速度快，但加密強度較低的一階混沌加密器和加密速度較慢，但加密強度高的二階混沌加密器之行動醫療不同程度混沌加密裝置。

習知之加密機制主要對心電圖/腦電波圖等生醫醫療訊號值進行加密，達到視覺無法辨視之加密功能，針對於多種行動醫療傳輸媒體之訊號位元流進行加密，並導入不同程度混沌加密器概念，其中，對於資料量大速度快的語音視訊訊號，採用加密速度快但加密強度較低的一階混沌加密，而對於保密需求較高的影像訊號、心電圖訊號、腦波圖訊號以及病歷、體溫、脈搏量測值等文字、數字資料醫療訊號，採用加密速度慢但加密強度較高 的二階混沌加密。

但是早期的混沌影像系統在使用上仍具有下列缺點：

一、零件老化

早期混沌系統皆是使用類比式混沌系統，在利用一般電子電路的電路板上具以實施，當經過一段時間後期電子元件老化而使初始值改變而產生蝴蝶效應，影響到系統穩定度，而導致同步控制失效。

二、無法進行更複雜的計算

早期混沌系統的影像加解密計算是使用連續系統，加密的鑰匙越複雜，電子零件就必須使用更多，使的系統成本增加，且複雜的混沌系統在解密時更容易出現誤差，使的傳統影像混沌系統有機會被破解。

因此，如何改善早期使用類比訊號，並實現於電子零件(電阻、電容、電感、以及運算放大器)上，出現零件老化，及誤差無擴大而出現無法將影像成功解密的缺點，便成為相關技術人員亟需努力之目標。

有鑑於此，本發明之一目的是提供一種離散化混沌同步之即時影像系統，適用於接收一影像數位資訊，並包含一影像加密模組，及一影像解密模組。

該影像加密模組包括一接收該影像數位資訊的加密計算器、一產生一數位混沌訊號的加密端訊號產生器，及一接收該數位混沌訊號並產生一加密動態私鑰的加密動態私鑰產生器，該加密計算器接收該加密動態私鑰並計算出一影像加密訊號。該影像解密模組，包括一接收該影像加密訊號的解密計算器、一接收該數位混沌訊號並 產生一同步混沌訊號的解密端訊號產生器，及一接收該同步混沌訊號並產生一解密動態私鑰的解密動態私鑰產生器，該解密計算器接收該解密動態私鑰並計算出一與該影像數位資訊相同的解碼影像資訊。其中，該影像加密模組及該影像解密模組分別為一嵌入式裝置，並以數位化進行資訊的傳輸及影像加解密訊號的計算。

本發明的再一技術手段，是在於上述之加密端訊號產生器所產生之數位混沌訊號為一離散化數位訊號，該解密端訊號產生器所產生之同步混沌訊號亦為一離散化數位訊號。

本發明的又一技術手段，是在於上述之解密端訊號產生器具有一同步控制單元，使該同步混沌訊號與該數位混沌訊號之訊號同步，用以使該解密計算器能計算出正確的解碼影像資訊。

本發明的另一目的是提供一種以上述離散化混沌同步之即時影像系統的混沌訊號同步方法，其包含下列步驟： 首先進行步驟(a)，定義一離散化混沌訊號的動態方程式。接著進行步驟(b)，將該加密端訊號產生器與該解密端訊號產生器的狀態變數分別帶入該動態方程式中，並取得一加密端混沌方程式及一解密端混沌方程式。然後進行步驟(c)，定義一誤差狀態，並將該加密端混沌方程式減去該解密端混沌方程式後取得一差分動態方程式。接著進行步驟(d)，定義一轉換面，並利用滑動模式將該差分動態方程式收斂至0，以使狀態誤差響應穩定。最後進行步驟(e)，該同步控制單元偵測該數位混沌訊號並進入滑動模式，以使該同步混沌訊號與該數位混沌訊號同步。

本發明之再一技術手段，是在於上述之該步驟(a)中，該離散化混沌訊號之動態方程式為：x_d(k+1)T=G．x_d(kT)+H．g(x_d(kT))； y_d(kT)=C．x_d(kT)。

本發明的又一技術手段，是在於上述之步驟(c)中，該誤差狀態為e(k)=x_s(k)-x_m(k)。

本發明的另一技術手段，是在於上述之步驟(d)中，該轉換面為s(k)=e₂(k)+ce₁(k)，藉由滑動模式將該差分動態方程式收斂至0之方程式如下：

本發明的再一技術手段，是在於上述之步驟(e)中，該同步控制單元為下列方程式：u(k)=-f₁(e(k))-αs(k)。

本發明的又一技術手段，是在於上述之混沌訊號同步方法更包含一步驟(f)，該加密動態私鑰產生器接收該加密端訊號產生器之數位混沌訊號，該解密動態私鑰產生器接收該解密端訊號產生器之同步混沌訊號，以使該加密動態私鑰與該解密動態私鑰同步。

本發明的另一技術手段，是在於上述之混沌訊號同步方法更包含一步驟(g)，該加密計算器使用該加密動態私鑰將該影像數位資訊加密成該影像加密訊號，該解密計算器使用已同步之解密動態私鑰將影像加密訊號解密成解碼影像資訊。

本發明之有益功效在於將傳統使用電子零件之混沌影像系統，改變成以軟體控制計算成是之嵌入式裝置，並重新撰寫演算法將混沌訊號離散化，而離散化混沌即時影像加解密系統相容於任何混沌系統，並且因為混沌系統中奇異吸子的特殊性質，即使使用相同之混沌系統，也會因初始值、同步控制器設計方法以及加密演算法的不同，而產生不同的加解密的訊號，加深了訊號解密的複雜度，因此本系統能增加影像加解密的穩定性及安全性。

2‧‧‧影像數位資訊

3‧‧‧影像加密模組

31‧‧‧加密計算器

311‧‧‧影像加密訊號

32‧‧‧加密端訊號產生器

321‧‧‧數位混沌訊號

33‧‧‧加密動態私鑰產生器

331‧‧‧加密動態私鑰

4‧‧‧影像解密模組

41‧‧‧解密計算器

411‧‧‧解碼影像資訊

42‧‧‧解密端訊號產生器

421‧‧‧同步混沌訊號

422‧‧‧同步控制單元

43‧‧‧解密動態私鑰產生器

431‧‧‧解密動態私鑰

801~807‧‧‧步驟

圖1是一裝置示意圖，說明本發明離散化混沌同步之即時影像系統及其混沌訊號同步方法的一第一較佳實施例；圖2是一方法流程圖，說明本發明離散化混沌同步之即時影像系統及其混沌訊號同步方法的一第二較佳實施例；圖3是一響應圖，說明該第二較佳實施例使用電腦軟體模擬該第二較佳實施例之一勞倫茲的響應圖；圖4是一響應圖，說明該第二較佳實施例實現於該嵌入式裝置之一勞倫茲的響應圖；圖5是一電腦模擬圖，說明該第二較佳實施例實現於該嵌入式裝置之一轉換面的響應圖；圖6是一電腦模擬圖，說明該第二較佳實施例實現於該嵌入式裝置之一誤差狀態的響應圖；及圖7是一電腦模擬圖，說明該第二較佳實施例實現於該嵌入式裝置之一同步控制單元的響應圖。

有關於本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號來作表示。

參閱圖1，為本發明離散化混沌同步之即時影像系統及其混沌訊號同步方法之第一較佳實施例，該第一較佳實施例為一離散化混沌同步之即時影像系統，適用於接收一影像數位資訊2，並包含一影像加密模組3，及一影像解密模組4。

該影像加密模組3包括一接收該影像數位資訊2的加密計算器31、一產生一數位混沌訊號321的加密端訊號產生器32，及一接收該數位混沌訊號321並產生一加密動態私鑰331的加密動態私鑰產生器33，該加密計算器31接收該加密動態私鑰331並計算出一影像加密訊號311。

該影像解密模組4包括一接收該影像加密訊號311的解密計算器41、一接收該數位混沌訊號321並產生一同步混沌訊號421的解密端訊號產生器42，及一接收該同步混沌訊號421並產生一解密動態私鑰431的解密動態私鑰產生器43，該解密計算器41接收該解密動態私鑰431並計算出一與該影像數位資訊2相同的解碼影像資訊411。

其中，該影像加密模組3及該影像解密模組4分別為一嵌入式裝置，並以數位化進行資訊的傳輸及影像加解密訊號的計算。該嵌入式裝置是一種具有數位計算功能的電腦系統，通常要求執行數位計算，是包含於控制硬體或機械部件的主要裝置。現在常見的很多系統都採用嵌入式裝置來進行控制，其複雜度低至單晶片，高至大型底盤或外殼內安裝有多個部件、外設和網路等，舉例來說：Soekris net4801之嵌入式裝置就適用於網路應用程式。該嵌入式裝置之種類繁多，並普及於市售產品中，其所屬技術領域具通常知識者都可以取得並善加利用，由於該嵌入式裝置本身的硬體技術並不是本案之重點，在此便不再詳加贅述。

本發明人要強調的是雖然本發明是使用一般具有影像收發及傳輸收發的嵌入式裝置(UDOO)，但是針對內部的執行程式重新撰寫新的加密演算，使該加密端訊號產生器32所產生之數位混沌訊號321為一離散化數位訊號，該解密端訊號產生器42所產生之同步混沌訊號421 亦為一離散化數位訊號。

該解密端訊號產生器42具有一同步控制單元422，以使該同步混沌訊號421與該數位混沌訊號321之訊號同步，用以使該解密計算器41能計算出正確的解碼影像資訊411。

該影像數位資訊3之加密動態私鑰產生器33會接收該加密端訊號產生器32所產生動態的數位混沌訊號321，並產生該加密動態私鑰331，由於該加密端訊號產生器32是使用離散化數位訊號進行計算，所以該加密動態私鑰331是隨著時間的不同而有不同的資訊，當該影像數位資訊3接收該影像數位資訊2時，該加密計算器31會將該影像數位資訊2與該加密動態私鑰331進行邏輯運算，用以得到該影像加密訊號311。

該影像加密訊號311因為經過加密程序，直接汲取播放時並無法播放正常影像，此時可將該影像加密訊號311及該數位混沌訊號321進行傳輸，資訊傳輸的方式可以使用無線技術，也可以使用有線傳輸技術，由於資訊傳輸的技術不是本發明的重點，在此便不再加以敘述。

值得一題的是，該數位混沌訊號321為離散化數位訊號，而其中之混沌(Chaos)的奇異吸子的特性，使的混沌系統非常注重初始條件，即使使用相同的混沌解密裝置，也會因初始值，撰寫程式中加密及解密的算法不同，而有不同的結果，所以即使資訊傳輸途中被第三者擷取資訊，也無法被成功解密。

該影像解密模組4之解密端訊號產生器42接收該數位混沌訊號321，並由該同步控制單元422產生同步於該影像加密訊號311的同步混沌訊號421，已使該解密動態私鑰產生器43產生正確的解密動態私鑰431，當該解密計算器41接收到該影像加密訊號311時，會將該影像加密訊號311時及該解密動態私鑰431進行邏輯運算， 以還原該影像數位資訊2並得到解碼影像資訊411。

當該影像解密模組4之解密計算器41產生正確的解碼影像資訊411時，可以將該解碼影像資訊411接到任何的影像播放器即可撥出正確的影像資訊，較加地，本發明是針對數位影像圖進行加解密，該嵌入式裝置的處理速度只須達到每秒16張以上之圖像，即可達到流暢之影像，再者，由於該嵌入式裝置是為積體電路所構成，使用者可以選擇執行計算速度較快的嵌入式裝置，可以提高圖像的解析度並提升影像播放的順暢度。

參閱圖2，為本發明離散化混沌同步之即時影像系統及其混沌訊號同步方法之第二較佳實施例，該第二較佳實施例是一種使用該離散化混沌同步之即時影像系統的混沌訊號同步方法，並包含步驟801~807。

首先進行步驟801，定義一離散化混沌訊號的動態方程式。混沌連續型的動態方程式如下(1)式：

其中g(x(t))為非線性向量，(A，B)是可控的。則依前述(1)式可取得離散時間混沌系統可表示如下(2)式：x_d(k+1)T=G．x_d(kT)+Hg(x_d(kT)) y_d(kT)=C．x_d(kT) (2)

其中，x_d 為離散化混沌系統的狀態；y_d 為離散化混沌系統輸出的狀態；k 為0,1,2,…,∞的整數；T 為離散化混沌同步之取樣時間；G 為系統離散化後之矩陣(G=e^AT)；H 為系統離散化後之矩陣(H=[G-I_n]A^-1B)；C 為系統矩陣；g(x_d(kT)) 為非線性向量函數。

本發明人以Lorenz system(混沌模擬系統)舉例說明，其中，連續系統描述如(3)式：

其中a=10，b=8/3，c=28，為簡化設計，將上式(3)改寫為滿足(1)式之矩陣如下(4)式：

若取樣時間為0.001秒，則由(2)式可得其離散系統如下(5)式：

參閱圖3，為發明人使用MATLAB模擬勞倫茲(Lorenz)模型系統下奇異吸子之狀態響應圖，其中，也實施於目前許多的混沌系統中，圖式中之X與Y軸是分別將該離散化數位訊號中X_d1、X_d2，及X_d3的相互關係分別以三個圖表示。

參閱圖4，為發明人撰寫程式並寫入該嵌入式裝置(UDOO)中的改良式離散混沌系統的狀態響應圖，同樣的，圖式中之X與Y軸是分別將該離散化數位訊號中X_d1、X_d2，及X_d3的相互關係分別以三個曲線圖表示。將圖3與圖4相互對照比較，兩者之響應圖相差不遠，表示將混沌的演算方式更改為離散化數位訊號，並且實現於嵌入式裝置上是可行的。

接著進行步驟802，將該加密端訊號產生器32與該解密端訊號產生器42的狀態變數分別帶入該動態方程式中，並取得一加密端混沌方程式(6)及一解密端混沌方程式(7)。

該加密端混沌方程式如下(6)式：x _md1(k+1)=0.99x _md1(k)+0.01x _md2(k) x _md2(k+1)=0.028x _md1(k)+0.999x _md2(k)-0.001x _md1(k)x _md3(k) x _md3(k+1)=0.997x _md3(t)+0.001x _md1(k)x _md2(k) (6)

該解密端混沌方程式如下(7)式：x _sd1(k+1)=0.99x _sd1(k)+0.01x _sd2(k) x _sd2(k+1)=0.028x _sd1(k)+0.999x _sd2(k)+u(k) x _sd3(k+1)=0.997x _sd3(t)+0.001x _sd1(k)x _md2(k) (7)

其中x _m =[x _md1,x _md2,x _md3]及x _s =[x _sd1,x _sd2,x _sd3]分別為主僕系統之狀態變數。

然後進行步驟803，定義一誤差狀態(8)，並將該加密端混沌方程式減去該解密端混沌方程式後取得一差分動態方程式(9)，其中該誤差狀態如下(8)式：e(k)=x _s (k)-x _m (k)e(k)=x _s (k)-x _m (k)=[x _sd1-x _md1,x _sd2-x _md2,x _sd3-x _md3]=[e ₁,e ₂,e ₃]； (8)

其中，x _s 為主系統(master)[x _md1,x _md2,x _md3]；x _m 為僕系統(slave)[x _sd1,x _sd2,x _sd3]；e ₁=x _sd1-x _md1；e ₂=x _sd2-x _md2；e ₃=x _sd3-x _md3； 由上(6)-(8)，我們可以推導得到下列誤差系統之差分動態方程式：e ₁(k+1)=0.99e ₁(k)+0.01e ₂(k) e ₂(k+1)=0.028e ₁(k)+0.999e ₂(k)+0.001x _md1(k)x _md2(k)+u(k)e ₃(k+1)=0.997e ₃(t)+0.001x _md2(k)e ₁(k) (9)

很清楚的，此離散化混沌同步的問題即是討論如何將該差分動態方程式(9)穩定，並設計適當的同步控制單元422u(k)，使該加密端混沌方程式(7)和該解密端混沌方程式(8)間之狀態誤差響應穩定，即為下列方程式(10)：

其中，e(k)=[e ₁(k)e ₂(k)e ₃(k)] ^T 。

接著進行步驟804，定義一轉換面(11)，並利用滑動模式將該差分動態方程式(9)收斂至0，以使狀態誤差響應穩定，該轉換面如下(11)式：s(k)=e ₂(k)+ce ₁(k) (11)

其中s R，且c為選擇之參數滿足|0.99-0.01c|<1的常數。當系統進入滑動模式s(k)=e₂(k)-ce₁(k)=0後，誤差系統(9a)式動態滿足下(12)式：e ₁(k+1)=(0.99-0.01c)e ₁(k) (12)

該第二較佳實施例所使用的滑動模式是一種控制方法，主要是將受控制的系統產生兩個以上的子系統，再利用一些刻意加入的切換條件來產生滑動模式，用以達成將目標控制於穩定且理想的狀態，由於滑動模式的控制技術已經非常成熟，且也為所屬領域中具通常知識者所悉知，在此便不再詳加贅述。

然後進行步驟805，該同步控制單元422偵測該數位混沌訊號321並進入滑動模式，以使該同步混沌 訊號421與該數位混沌訊號321同步。

因為c滿足|0.99-0.01c|<1，所以e₁(k)將收斂至0，又系統在滑動模式時s(k)=e₂(k)+ce₁(k)=0，所以e₂(k)亦將收歛至0，當e₁(k)和e₂(k)均收歛至0時，將(9)式退化為e₃(k+1)=0.997e₃(t)，亦即e₃(t)將收歛至0，以將該差分動態方程式(9)收斂至0。為使誤差系統(9)進入滑動模式s(k)=0，並將該同步控制單元422設計如下的控制器u(t)(13)式：u(k)=-f ₁(e(k))-αs(k) (13)

其中，f ₁(e(k))=(0.028-0.01c)e ₁(k)+(0.01c-0.001)e ₂(k)+0.001x _md1(k)x _md3(k) (14)

f ₁(e(k))為滿足公式(14)所定義的函數；α為滿足0<α<1的數值。

本案發明人在模擬試驗中，將起始值設定為x _m (0)=[1 -1 -1] ^T ，x _s (0)=[-0.5 0.6 -0.5] ^T ，選擇c=49，滿足|0.99-0.01c|<1，所以轉換面s(k)可以設計如下：s(k)=e ₂(k)+49e ₁(k) (15)

同時，該同步控制單元422設計如下：u(k)=-f ₁(e(k))-αs(k)；其中，α=0.2 (16)

參閱圖5、6、7，為發明人模擬試驗的結果，其中，圖5為該轉換面s(k)的響應圖，X軸為時間(t)，Y軸為該轉換面s(k)；圖6為誤差狀態e(k)的響應圖，X軸為時間(t)，Y軸為該誤差狀態e(k)：e₁、e₂，及e₃；圖7為該同步控制單元422u(k)的響應圖，X軸為時間(t)，Y軸為該同步控制單元422u(k)；在圖式中清楚的表示該加密端訊號產生器32及該解密端訊號產生器42亦如預期，誤差收斂到0使該數位混沌訊號321與該同步混沌訊號421達到同步。

接著進行步驟806，該加密動態私鑰產生器 33接收該加密端訊號產生器32之數位混沌訊號321，該解密動態私鑰產生器43接收該解密端訊號產生器42之同步混沌訊號421，以使該加密動態私鑰產生器33所產生之加密動態私鑰331與該解密動態私鑰產生器43所產生之解密動態私鑰431同步。

其中，該加密動態私鑰產生器33必需將該數位混沌訊號321轉換成與該影像數位資訊2相同大小之影像矩陣的加密動態私鑰331，該解密動態私鑰產生器43必需將該同步混沌訊號421轉換成與該影像加密訊號311相同大小之影像矩陣的解密動態私鑰431，以方便後續步驟使用。

最後進行步驟807，該加密計算器31使用該加密動態私鑰331將該影像數位資訊2加密成該影像加密訊號311，該解密計算器41使用已同步之解密動態私鑰431將影像加密訊號311解密成解碼影像資訊411。

其中，該影像數位資訊2為複數的數位影像圖，當該加密計算器31接收到該影像數位資訊2時，會將該影像數位資訊2與該加密動態私鑰331進行邏輯運算，以得到該影像加密訊號311並進行傳輸，由於該加密動態私鑰331是依據該數位混沌訊號321隨時改變，以使該影像加密訊號311具有保密的功效。

當該解密計算器41接收到該影像加密訊號311時，會將該影像加密訊號311與該解密動態私鑰431進行邏輯運算，由於該步驟806已將該解密動態私鑰431與該加密動態私鑰331同步，所以該解密動態私鑰431可正確的將該影像加密訊號311還原成該解碼影像資訊411，並於可顯示影像的顯示器中，或是將該解碼影像資訊411儲存起來。

最後，發明人要強調的是，由於該嵌入式裝置是使用執行程式的半導體晶片，在目前積體電路的產品 越來越進步，計算的效能越來越強大，在本發明的數位計算上可以馬上計算並的到結果，設計者亦可選擇較為複雜的加密方程式並轉換成離散化數位資訊在該嵌入式裝置中執行，當然可以得到較為保密的影像加密訊號311，不怕影像資料外洩。

由上述說明可知，本發明離散化混沌同步之即時影像系統及其混沌訊號同步方法確實包含以下優點：

一、延長裝置壽命

本發明將該連續的混沌訊號轉換成數位的該離散化數位訊號，並實現於該嵌入式裝置中，改善傳統電子電路中存在著其電子元件本身之誤差值、元件老化、溫度濕度等等因數而產生誤差，而無法正確執行影像加解密。

二、更為保密

由於目前積體電路的執行速度越來越快，使該嵌入式裝置的計算功能非常強大，可於短時間內執行非常複雜的計算，在設計時可以用更為複雜之該加密動態私鑰331，使得到該影像加密訊號311的第三者更不容易進行解碼，加深料保密的效果。

三、使畫面更順暢

由於該影像數位資訊2是由複數之數位影像圖所構成，當該嵌入式裝置的執行速度越快，每秒可處理的圖像也就越多，不僅可以使顯示的畫面更為流暢，也可以提高圖像的解析度，使影像畫面更為清晰。

綜上所述，本發明將傳統使用於電子電路之類比混沌影像加解密控制系統進行全新的施作方式，首先將類比混沌訊號離散化，並得到該離散化數位訊號，在於 該嵌入式裝置中與以實現，不僅可以改善傳統電子電路的使用壽命及電子元件間的誤差狀況，該嵌入式裝置還能提升計算速度使該解碼影像資訊411更為流暢也更為清晰，故確實能夠達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之二個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧影像數位資訊

3‧‧‧影像加密模組

31‧‧‧加密計算器

311‧‧‧影像加密訊號

32‧‧‧加密端訊號產生器

321‧‧‧數位混沌訊號

33‧‧‧加密動態私鑰產生器

331‧‧‧加密動態私鑰

4‧‧‧影像解密模組

41‧‧‧解密計算器

411‧‧‧解碼影像資訊

42‧‧‧解密端訊號產生器

421‧‧‧同步混沌訊號

422‧‧‧同步控制單元

43‧‧‧解密動態私鑰產生器

431‧‧‧解密動態私鑰

Claims (7)

1. 一種混沌訊號同步方法，用於一離散化混沌同步之即時影像系統，適用於接收一影像數位資訊，該離散化混沌同步之即時影像系統包含：一影像加密模組，包括一接收該影像數位資訊的加密計算器、一產生一數位混沌訊號的加密端訊號產生器，及一接收該數位混沌訊號並產生一加密動態私鑰的加密動態私鑰產生器，該加密計算器接收該加密動態私鑰並計算出一影像加密訊號；及一影像解密模組，包括一接收該影像加密訊號的解密計算器、一接收該數位混沌訊號並產生一同步混沌訊號的解密端訊號產生器，及一接收該同步混沌訊號並產生一解密動態私鑰的解密動態私鑰產生器，該解密計算器接收該解密動態私鑰並計算出一與該影像數位資訊相同的解碼影像資訊；其中，該影像加密模組及該影像解密模組分別為一嵌入式裝置，並以數位化進行資訊的傳輸及影像加解密訊號的計算，該加密端訊號產生器所產生之數位混沌訊號為一離散化數位訊號，該解密端訊號產生器所產生之同步混沌訊號亦為一離散化數位訊號，該解密端訊號產生器具有一同步控制單元，使該同步混沌訊號與該數位混沌訊號之訊號同步，用以使該解密計算器能計算出正確的解碼影像資訊；該混沌訊號同步方法包含下列步驟： (a)定義一離散化混沌訊號的動態方程式；(b)將該加密端訊號產生器與該解密端訊號產生器的狀態變數分別帶入該動態方程式中，並取得一加密端混沌方程式及一解密端混沌方程式；(c)定義一誤差狀態，並將該加密端混沌方程式減去該解密端混沌方程式後取得一差分動態方程式；(d)定義一轉換面，並利用滑動模式將該差分動態方程式收斂至0，以使狀態誤差響應穩定；及(e)該同步控制單元偵測該數位混沌訊號並進入滑動模式，以使該同步混沌訊號與該數位混沌訊號同步。
2. 依據申請專利範圍第1項所述混沌訊號同步方法，其中，在該步驟(a)中，該離散化混沌訊號之動態方程式為：x_d(k+1)T=G．x_d(kT)+H．g(x_d(kT))；y_d(kT)=C．x_d(kT)。
3. 依據申請專利範圍第2項所述混沌訊號同步方法，其中，在該步驟(c)中，該誤差狀態為e(k)=x_s(k)-x_m(k)。
4. 依據申請專利範圍第3項所述混沌訊號同步方法，其中，在該步驟(d)中，該轉換面為s(k)=e₂(k)+ce₁(k)，藉由滑動模式將該差分動態方程式收斂至0之方程式如下：
5. 依據申請專利範圍第4項所述混沌訊號同步方法，其中，在該步驟(e)中，該同步控制單元使用下列方程式： u(k)=-f₁(e(k))-αs(k)。
6. 依據申請專利範圍第5項所述混沌訊號同步方法，更包含一步驟(f)，該加密動態私鑰產生器接收該加密端訊號產生器之數位混沌訊號，該解密動態私鑰產生器接收該解密端訊號產生器之同步混沌訊號，以使該加密動態私鑰與該解密動態私鑰同步。
7. 依據申請專利範圍第6項所述混沌訊號同步方法，更包含一步驟(g)，該加密計算器使用該加密動態私鑰將該影像數位資訊加密成該影像加密訊號，該解密計算器使用已同步之解密動態私鑰將影像加密訊號解密成解碼影像資訊。