基于迭代相位恢復算法的光學多幅圖像認證系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、隨著網(wǎng)絡技術，計算機通信技術、密碼科學和多媒體通信技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代社會已步入信息大量傳播和飛速發(fā)展時代，信息的安全傳輸、保管和版權問題也來越受到當代社會的重視。自從傅里葉域的雙隨機相位加密技術用來對數(shù)字圖像進行加密和隱藏以后，基于信息光學的多媒體數(shù)字信息加密方法已變成一個全新的研究方向，并且吸引了越來越多的國內(nèi)外研究機構和研究員投入這一領域中?；谛畔⒐鈱W的圖像加解密系統(tǒng)通常利用信息光學技術諸如Fouriertransform、fr

2、actionalFouriertransform等技術和相關技術諸如compressivesensing、computationalghostimaging等方法，對待加密信息進行加密解密、數(shù)字水印的隱藏和認證。與傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)相對比，基于光學和光子學方法的安全系統(tǒng)的優(yōu)點在于光波具有更復雜的自由度例如強度、相位、偏振、非線性變換和光子的量子性質等，此外光學信息可以進行復用，使得安全系統(tǒng)更加安全和難以破解。
　　本論文將首先對國內(nèi)外

3、最新的加解密和水印技術進行簡單的介紹，系統(tǒng)梳理常見的光學圖像加密技術。在此基礎上，本文將借助迭代相位恢復算法并結合復用技術和稀疏數(shù)據(jù)表示等技術展開研究工作，并提出新穎、可行的改進方案。具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)將迭代相位恢復算法與純相位掩膜復用技術結合，對多幅圖像進行加密，實現(xiàn)了用同一套加密圖像對多幅圖像的同時解密，可以極大地提高加密圖像的利用率。
　　(2)結合迭代相位恢復算法、空間位置復用和稀疏數(shù)據(jù)表示等

4、技術，對經(jīng)過迭代相位恢復算法計算得到的變換平面的相位部分進行空間位置復用，并進行了數(shù)據(jù)模擬仿真。試驗結果表明通過空間位置復用技術得到的解密圖像雖不能直接通過肉眼或相關系數(shù)來進行分辨，但能通過非線性相關系數(shù)進行分辨，在顯著地降低了處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的同時，大大地提高了系統(tǒng)的安全性。
　　(3)提出一種基于信息光學理論的級聯(lián)分級多幅圖像編碼和認證方案。本論文擬采用迭代相位恢復算法、純相位掩模復用、空間位置復用以及稀疏數(shù)據(jù)表示等技術，設

5、計實現(xiàn)一種光學分級多幅圖像編碼和認證方案。首先通過逆菲涅耳衍射將第一級認證圖像編碼為復振幅場，然后對其振幅部分取樣并求和得到復合圖像的振幅部分;以得到的復合圖像的振幅為輸出振幅限制，通過相位恢復算法將第二級認證圖像編碼為純相位掩模，通過純相位掩模復用技術可以得到最后的復合圖像;通過迭代相位恢復算法對復合圖像進一步編碼得到最后的純相位密文;最后通過特定的公式分別設計兩級圖像認證時的解密密鑰。認證過程中只需要在相應的位置放入相應的解密密鑰，