共軛對稱延拓計算全息與全息水印.pdf

1、全息顯示是真三維立體顯示的最終解決方案，計算全息與傳統(tǒng)的光學全息相比在信息的數(shù)字存儲和光電再現(xiàn)方面具有更大的優(yōu)勢。對計算全息新算法的探索具有重要的學術意義，基于計算全息的顯示技術在三維電視和多媒體展示等領域具有廣泛的應用前景。計算全息和數(shù)字水印相結(jié)合的全息水印是一種信息隱藏新技術，由于全息圖的不可撕毀性等特點，全息水印具有很強的魯棒性，特別是抗幾何攻擊能力，為保護數(shù)字圖像、視頻和硬拷貝的知識產(chǎn)權提供新的有效手段。 本論文研究基于

2、共軛對稱延拓的Fourier計算全息新方法，提出將物光波進行共軛對稱延拓，經(jīng)快速Fourier變換直接生成實函數(shù)，對實函數(shù)進行適當?shù)木幋a得到Fourier計算全息圖，其中包含物光波的幅度和相位信息。與原先的基于干涉的計算全息不同之處在于，這里并不需要模擬物光和參考光的干涉，而是由物光波直接生成全息圖，計算效率高。論文進行了理論推導，通過數(shù)字方法再現(xiàn)原始圖像，并利用反射式電尋址LCD空間光調(diào)制器實現(xiàn)了光電再現(xiàn)。實驗結(jié)果驗證了共軛對稱延拓F

3、ourier計算全息算法的有效性和優(yōu)良性能。 論文中提出基于彩色圖像RGB分量的彩色圖像計算全息方法，重點解決了彩色圖像光電再現(xiàn)中因光源波長差異引起空間縮放的配準和空間位移的補償問題，實現(xiàn)了光電再現(xiàn)。將彩色圖像分解成RGB三個分量，基于共軛對稱延拓的Fourier計算全息算法分別計算三基色全息圖，合成彩色全息圖。在數(shù)字再現(xiàn)中，只需對全息圖的三基色分量分別進行數(shù)字再現(xiàn)即可合成彩色圖像。而對于光電再現(xiàn)，則必須考慮不同波長的激光對光電

4、再現(xiàn)圖像的影響，通過對不同顏色分量圖像的空間間隔進行適當縮放，調(diào)整三基色全息圖的空間頻率，使它們的光電再現(xiàn)圖像嚴格配準。同時控制再現(xiàn)參數(shù)對不同再現(xiàn)光引起的再現(xiàn)圖像空間位移進行補償。論文導出了波長與再現(xiàn)圖像配準和位移補償?shù)年P系，根據(jù)這些原理交替投射RGB三種再現(xiàn)激光并由計算機控制空間光調(diào)制器的時分復用，實現(xiàn)彩色圖像的再現(xiàn)。 論文將計算全息和數(shù)字水印技術相結(jié)合，在共軛對稱延拓Fourier計算全息算法基礎上提出了一種基于頻譜分離的水

5、印全息圖空域嵌入的全息水印方法。為了實現(xiàn)水印的盲提取，將數(shù)字水印適當布局形成拓展的水印圖像，由此生成水印全息圖。根據(jù)其頻譜特性對載體圖像進行適當?shù)念A處理，在空域中將水印全息圖嵌入。檢測方不需要原始載體圖像和水印信息即可提取水印。這種全息水印具有良好的透明性和很強的穩(wěn)健性，能抵抗各種常見攻擊如加噪聲、銳化、平滑、灰度變化和JPEG壓縮，以及包括剪切、縮放、旋轉(zhuǎn)在內(nèi)的幾何攻擊。尤為突出的是，能夠抵抗噴墨打印—掃描攻擊，以及對打印照片的剪切攻