物光相位畸变加密数字全息图

根据全息图相位畸变矫正原理，提出一种使物光相位畸变加密的数字全息图像的算法．本算法在傅立叶平面上用相位畸变函数乱置数字全息图的像素，以获得加密数字全息图．其相位畸变函数便是加密和解密数字全息图的密钥．加密和解密算法复杂度均为O（n logn）．加密后，无数据膨胀，便于计算机储存和传输．该加密和解密算法在MATLAB上实现，并对振幅型傅立叶数字全息图进行了加密和解密，以及保密性能测试．实验结果显示，本算法对数字全息图有较强的保密性和安全性。     

基于JTC和像素置乱技术的光学图像加密

随着信息技术的迅猛发展,数据加密和安全认证等信息安全问题变得越来越重要.光学信息处理技术具有强大的并行数据处理能力、更多的自由度和高的数据安全性,因此,基于光学信息处理的加密系统得到了广泛的研究.提出了一种基于联合变换相关器和像素置乱技术的光学图像加密方法,此方法基于联合变换器的加密系统,将联合变换功率谱的像素置乱后作为加密图像,像素的排列顺序与随机相位板一起作为解密密钥.计算机模拟试验证实了这种方法的可行性和有效性.     

基于分块旋转的加密图像可逆信息隐藏算法

结合加密技术和信息隐藏理论,提出了一种新的加密图像可逆信息隐藏算法.首先用加密密钥对图像进行加密,然后将图像分块并随机生成模板矩阵,模板矩阵通过旋转不同的角度对应不同形态的嵌入数据,以实现信息隐藏功能,同时在嵌入容量上得到提升.对包含额外信息的加密图像,先用加密密钥对图像进行解密,得到一幅与原始图像近似的解密图像,针对现有算法未考虑边界像素对分块空间相关性的贡献,设计了更合理的波动函数,从而降低了提取额外信息的错误率并完整恢复原始图像.实验结果表明,该算法在嵌入容量和降低错误率方面均有较好的提升.     

超混沌系统的函数投影同步在图像加密中的应用

针对加密灰度图像安全级别低的问题,提出基于超混沌系统及其状态观测器实现函数投影同步的混沌时间序列,应用加取模像素扩散算法对灰度图像进行加密和解密.首先,利用超混沌系统的状态输出向量,构造其状态观测器系统,根据控制理论方法,给出超混沌系统及其状态观测器实现函数投影同步的充分条件;然后,基于函数投影同步的混沌时间序列,利用加取模像素扩散算法得到灰度图像的加密图像和解密图像.理论分析和数值仿真表明,构造的状态观测器系统是正确的,得出的函数投影同步的充分条件是有效的,密文图像分布与均匀分布没有显著差异.同时算法对密钥具有高度敏感性,有很强的抵御攻击的能力和精准的解密效果.     

一种改进的(k,n)标记视觉密码方案

现有标记视觉密码方案解密图像的视觉质量较差,且存在像素扩展、设计加密矩阵的问题．为此,利用(2, 2)随机网格视觉密码方案的特性,通过改进标记图像的嵌入方式和位置来降低分享份中标记信息对秘密信息的影响,从而提高了解密图像的视觉质量．该方案使用随机网格实现,避免了像素扩展和设计加密矩阵的问题,而且能够灵活地调节解密图像的视觉质量．与现有的方案相比,在分享份中嵌入相同比例的标记信息,该方案恢复的秘密图像的视觉质量更好．     

基于旋转变换的混沌光学图像加密方法

提出了一种利用旋转变换和混沌理论进行图像加密的新方法.使用旋转变换和两个混沌随机相位掩膜对图像进行加密,利用Logistic映射、帐篷映射和Kaplan-Yorke映射三种混沌函数产生混沌随机相位掩膜.通过计算均方差,基于旋转角和混沌随机相位的种子值的盲解密算法的鲁棒性进行了评估,并给出了加密和解密技术的光学实现方案....     

基于空间混沌的图像加密方法

为了克服传统的加密方法以及采用低维混沌系统进行图像加密中小密钥空间的缺点,获得更好的加密效果,采用空间混沌对图像进行加密和解密,采用空间猫图置乱像素的位置,用另外一个空间混沌系统混乱原始图像与加密图像之间的关系,从而实现非常好的加密效果;通过实验和与采用低维混沌进行加密的方法相比较,结果说明用空间混沌进行图像加密有更好的安全性.     

基于数字全息与随机组合的无串扰图像加密与水印研究

在传统的图像水印方法中,通常直接添加编码到宿主图像和水印图像,因此,这两幅图像在解密的过程中会存在串扰。为了消除这种影响,提出了一种基于数字全息技术的新方法,将两幅隐藏图像产生的两幅全息图的所有图像像素重新排列,并用随机散射矩阵(RSM)将其组合成一组复合全息图;在解密过程中,利用RSM可以确保每个全息图像的精确恢复,从而实现每幅图像无串扰噪声的完美重建,利用相移干涉和双随机相位编码技术进行计算机仿真,验证该方法的可行性及其对遮挡和附加噪声的鲁棒性。该方法适用于二维和三维图像,附加的RSM还可以作为一种密钥提供更高的安全级别。     

基于联合变换的旋转不变光学图像加密

利用两个彼此独立的编码脉冲相位掩模在联合变换相关器中对需要保护的图像进行编码,实现对原始图像的加密。该方法的特点是解密时加密图像的旋转不会影响解密效果,相位分布是密钥的合法持有者唯一掌握的确定性函数,可以重构,便于实际应用。计算机模拟的结果证明了方法的可行性。     

利用距离复用实现多幅图像的同步加密

为了同步加密多张图像,实现数据高效、安全的加密传输,提出了以衍射距离为复用参数,将多幅图像同步记录到一张全息图中。加密过程的同步性是基于光学全息扫描技术（Optical Scanning Holography, OSH）实现的。利用计算全息实现OSH,对多幅图像进行一次性扫描和加密。在解密过程中,利用逆问题建模,通过正则化求解重建多幅图像,完成多图像同步提取。数值实验部分,验证了该算法的可行性和鲁棒性。实验分析部分,展示了算法较好的重建质量及较高的安全性。     

截断傅里叶变换加密系统的安全性分析

基于截断傅里叶变换的非对称加密系统在应用迭代傅里叶变换的一种特殊攻击下,其加密系统的安全性存在一定的隐患。在加密系统的傅里叶域加入一个振幅调制,可以使加密系统的安全性得到一定程度的提升,但发现在一种新的攻击方法中依然很脆弱。采用不同的变量并对其进行模拟,分析表明,振幅调制作用于加密系统使某一像素的周围像素值扩大或缩小超过10倍以上时,图像像素之间的关联性得到破坏,图像就很难被攻击。根据振幅调制的设计和改变提出了一种改进的非对称加密系统,模拟实验表明,在现有的各种攻击下,系统有很强的抗攻击能力,安全性得到了很大的提升。     

单通道彩色图像加密方案

设计了一种基于三相位编码的单通道彩色图像加密方法。将彩色图像转换到HSI空间,I分量即可作为相位编码的原始待加密图像;H分量可作为第1个相位,采用双图像加密算法对S分量加密后得到的相位,与H分量构成了对I分量加密的2个相位,第3个相位密钥是S分量加密后得到的相位与变换输出的相位之差。由于基于分数傅里叶变换(FrFT)的双随机相位编码技术具有很高的安全性,在增加一重相位编码后,进一步提高了安全性,在不知道密钥的情况下几乎不可能获得原图像信息,由此保证了彩色图像加密的安全性。模拟实验结果验证了该方法的有效性和安全性。给出了光学实现方案,基于该算法设计了多幅彩色图像的加密方案。     

基于循环生成对抗网络的学习型光学图像加密方案

为克服光学图像加密方法受光学器件性能限制和随机相位掩膜板制造工艺复杂的问题,提出了一种基于循环生成对抗网络(CycleGAN)的学习型光学图像加密方案。首先,使用经典双随机相位编码加密明文样本图像,构造出明文图像-密文图像训练集。然后,将其作为循环生成对抗网络的输入,自动学习光学图像加密的加密特性,训练得到光学图像加密学习模型。最后,利用仿真实验对使用CycleGAN训练的加密模型生成的图像进行加密解密性能测试。数据分析表明,该模型能够有效保护图像信息的安全和较好地恢复密文图像,学习型光学加密模型具有加密性能不受光学加密器件限制的优点,可以实现批量图像的快速加密。     

基于五阶CNN超混沌系统的图像加密方法

为提高二维图像加密的效果,提出一种将像素置乱和像素替换相结合的图像加密方法。首先,利用位平面分解处理明文图像,接着利用幻方变换置乱方法分别对8个位平面进行像素置乱加密预处理,然后对4个高位平面使用五阶细胞神经网络（CNN）超混沌系统产生的超混沌序列进行像素替换的再次加密。实验结果表明:加密后图像的信息熵可达到7.986,体现出较高的随机性;实现了对加密图像直方图的改变,降低了像素间的关联性。该方法有效地提高了二维图像的加密效果和抗攻击能力。     

结合相位变换形状形成特性的多描述编码

提出一种利用相位变换形状保持特性的错误恢复编码新方法。编码结果的2个描述分别由相位图像和像素交织产生。该方法在有较大失真的情况下,可由相位图和失真幅值合成逼真的原图像：若2个描述都被正确接收,从相位图像和失真较少的幅度可重构一幅高质量的图像;若其中一个描述丢失,甚至在图像传输过程遭到严重破坏时,利用相同方法,能重构一幅可接受图像。实验结果显示,与像素交织和相扰的多描述算法相比,该算法的峰值信噪比（PSNR）可以高出1.5～3 dB。     

4-f光学架构频域纯相位调制压缩成像

为了改善传统的多幅亚像素图像配准融合实现超分辨率的方法面临的配准误差和高成本问题,将压缩传感理论引入超分辨率成像. 基于大多数自然图像普遍具有的稀疏表示特性,以经典的4-f光学架构为基础,利用频域中相位比振幅包含更多信息的特点,提出了一种频域纯相位调制压缩成像方法,通过重建算法从单次曝光记录的低维测量值中恢复原高分辨率图像的信息. 数值实验结果表明,提出的方法可以有效地实现图像信息的随机调制和高质量重建,是一种有潜力的压缩成像物理实现方案,具有较高的重建信噪比和较少的重建时间,尤其是对于大尺度图像.     

单通道彩色图像加密技术研究

研究了一种基于双随机相位编码的单通道彩色图像加密算法. 在该算法中,采用正弦光栅对彩色图像进行预处理,使得彩色图像可以单通道加密. 两个随机相位掩膜函数构成了对预处理图像加密的双相位（即密钥）,保证了彩色图像单通道加密的安全性. 由于解密图像的画质不是很好,故采用零级融合的方法加以改善. 同时,针对加密图像作了剪切攻击模拟实验. 模拟实验结果证实了该算法的有效性.     

基于变参数超混沌系统的多图像加密方法

针对数字图像计算、存储和传输过程中的数据窃取、隐私泄漏等问题，提出了一种基于变参数超混沌系统的多图像加密方法。首先，用一个混沌系统的状态变量对另一个混沌系统的状态参数施加扰动，构造了一个变参数超混沌系统；其次，将输入灰度图像对进行重构，并将其输入SHA-512算法生成初始密钥；然后，将初始密钥输入变参数超混沌系统，迭代生成5组混沌序列，进而对重构图像进行幻方变换，实现像素位置的变换；最后，对幻方变换得到的图像进行S形扩散，实现像素数值的变化，得到了近似均匀分布的密文图像。结果表明，该算法改善了传统图像加密方法的低随机性、低复杂度等缺陷，同时，提高了密文图像的无序性及抵抗常规攻击的能力。     

可自纠错的联合式加密图像可逆数据隐藏算法

为了解决现有联合式加密图像可逆数据隐藏方法中存在的数据提取误码问题,并提高此类方法的数据嵌入容量,提出了一种兼具自纠错和内容隐私保护功能的新算法.该算法在图像加密前通过预处理生成纠错数据并以可逆方式自嵌入到图像下采样像素中,图像加密后只需保留或翻转其中各非采样像素分组的若干位最低有效位即可嵌入数据,图像解密后可100％...     

阵列信号单信道处理技术

阵列信号处理已广泛应用于许多电子系统中，如微波无源比幅测向系统等，但通道间的振幅和相位的不平衡常常引起较大的测向误差。为了匹配通道间的振幅和相位平衡，可利用卫星通信中的多址联接技术（如ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ或ＣＤＭＡ）构成了单信道处理系统来代替多信道系统。文中详细地研究了ＣＤＭＡ单信道系统，建立了系统模型，分析了系统特性，模拟结果证明了这种单信道理论和技术的可行性。