基于相位編碼的光學圖象加密研究.pdf

1、本論文概述了光學圖象加密的國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)和基本理論；簡單評述了各種方法的特點，指出了在實際應用中存在的不足；對基于相位編碼的光學圖象加密技術的理論、光學實現(xiàn)和計算機模擬實驗進行了較系統(tǒng)的研究。主要工作如下： 首先，對目前比較熱門且具有很大發(fā)展?jié)摿Φ碾p隨機相位加密技術進行了計算機模擬，并且重點對抗噪性能進行了模擬分析。雙隨機相位加密方法對相位掩模的對準精度要求極其嚴格；此外，由于相位掩模具有完全隨機性的特點，所以該隨機相位掩模不能

2、重構，一旦遺失或損壞，便無法對加密圖象進行解密。本文因此首次提出了雙周期性相位加密方法并作了計算機模擬分析。其基本原理是利用兩個彼此獨立的周期性相位掩模對需要保護的圖象分別在空域和Fourier頻域進行編碼，使原始圖象變成噪聲。其特點是解密時對相位掩模的對準精度有一定的寬容度，在易用性方面有著自己的特點；且該相位分布易于由密鑰的合法持有者唯一重構。計算機模擬分析得到了良好的結(jié)果，證明了該方法的可行性。 其次，本文開展了基于聯(lián)合變

3、換的旋轉(zhuǎn)不變光學圖象加密的研究并作了計算機模擬分析。其基本原理是利用兩個彼此獨立的編碼脈沖信號(chirpsignal)相位掩模對需要保護的圖象在聯(lián)合變換相關器中進行編碼，以實現(xiàn)對圖象的加密。其特點是解密時加密圖象的旋轉(zhuǎn)不會影響解密的效果；由于該相位分布是密鑰的合法持有者唯一掌握的確定性函數(shù)，所以可以重構，給密鑰的保存和傳輸帶來了方便，這些特點是一般的雙隨機相位加密方法所不具備的。計算機模擬分析得到了良好的結(jié)果，證明了該方法的可行性。

4、 最后，本文提出了利用混沌序列相位對圖象在聯(lián)合變換相關器中進行加解密的方法并作了計算機模擬分析。由于周期性相位分布函數(shù)具有周期函數(shù)的特點，因此理論上存在著相位分布函數(shù)被盲破解的可能。而對于基于聯(lián)合變換的混沌序列加密，由于由混沌序列構成的密鑰相位具有隨機分布的特性，所以加密效果令人十分滿意，同時由于密鑰相位對迭代初值的微小差異極其敏感，加密圖象還具有很強的抗盲解密的能力；另一方面，隨機分布的密鑰相位又是由確定性的非線性迭代方程產(chǎn)生的