基于迭代相位恢復(fù)算法的光學(xué)多幅圖像認(rèn)證系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計算機通信技術(shù)、密碼科學(xué)和多媒體通信技術(shù)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(quán)問題也來越受到當(dāng)代社會的重視。自從傅里葉域的雙隨機相位加密技術(shù)用來對數(shù)字圖像進(jìn)行加密和隱藏以后，基于信息光學(xué)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(gòu)和研究員投入這一領(lǐng)域中?；谛畔⒐鈱W(xué)的圖像加解密系統(tǒng)通常利用信息光學(xué)技術(shù)諸如Fouriertransform、fr

2、actionalFouriertransform等技術(shù)和相關(guān)技術(shù)諸如compressivesensing、computationalghostimaging等方法，對待加密信息進(jìn)行加密解密、數(shù)字水印的隱藏和認(rèn)證。與傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)相對比，基于光學(xué)和光子學(xué)方法的安全系統(tǒng)的優(yōu)點在于光波具有更復(fù)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(zhì)等，此外光學(xué)信息可以進(jìn)行復(fù)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(shù)進(jìn)行簡單的介紹，系統(tǒng)梳理常見的光學(xué)圖像加密技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，本文將借助迭代相位恢復(fù)算法并結(jié)合復(fù)用技術(shù)和稀疏數(shù)據(jù)表示等技術(shù)展開研究工作，并提出新穎、可行的改進(jìn)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(fù)算法與純相位掩膜復(fù)用技術(shù)結(jié)合，對多幅圖像進(jìn)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(jié)合迭代相位恢復(fù)算法、空間位置復(fù)用和稀疏數(shù)據(jù)表示等

4、技術(shù)，對經(jīng)過迭代相位恢復(fù)算法計算得到的變換平面的相位部分進(jìn)行空間位置復(fù)用，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)模擬仿真。試驗結(jié)果表明通過空間位置復(fù)用技術(shù)得到的解密圖像雖不能直接通過肉眼或相關(guān)系數(shù)來進(jìn)行分辨，但能通過非線性相關(guān)系數(shù)進(jìn)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(xué)理論的級聯(lián)分級多幅圖像編碼和認(rèn)證方案。本論文擬采用迭代相位恢復(fù)算法、純相位掩模復(fù)用、空間位置復(fù)用以及稀疏數(shù)據(jù)表示等技術(shù)，設(shè)

5、計實現(xiàn)一種光學(xué)分級多幅圖像編碼和認(rèn)證方案。首先通過逆菲涅耳衍射將第一級認(rèn)證圖像編碼為復(fù)振幅場，然后對其振幅部分取樣并求和得到復(fù)合圖像的振幅部分;以得到的復(fù)合圖像的振幅為輸出振幅限制，通過相位恢復(fù)算法將第二級認(rèn)證圖像編碼為純相位掩模，通過純相位掩模復(fù)用技術(shù)可以得到最后的復(fù)合圖像;通過迭代相位恢復(fù)算法對復(fù)合圖像進(jìn)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(shè)計兩級圖像認(rèn)證時的解密密鑰。認(rèn)證過程中只需要在相應(yīng)的位置放入相應(yīng)的解密密鑰，