随机相位编码光学图像加密研究进展

针对随机相位编码光学图像加密技术,简要回顾了它的国内外研究进展,并讨论了它的发展态势.     

基于海明校验优化二值编码的联合变换相关器加密系统

针对基于灰度图像二值编码的联合变换相关器(JTC)加密系统抗饱和噪音干扰能力差、解密图像质量有限的问题,提出了一种基于海明校验的灰度图像二值编码优化方法,并利用该方法设计了基于海明校验优化二值编码的JTC加密系统。该加密系统利用海明校验在解码过程中对因饱和噪音产生的错误进行纠正,从而有效消除了解密图像中的饱和噪音,提高了解密图像质量。加、解密仿真结果表明,海明校验优化后,解密图像与原始图像的相关系数(CC)由0.8237提高到0.9383,解密图像质量显著提高。     

一种基于双随机相位编码的光学加密系统设计

针对于有加密需求的监控领域,图像数据剧增对加密算法提出严峻考验。复杂的加解密算法将会增大运算开支,最终影响视频传输的实时性能。本文根据视频加解密要求,提出在视频监控领域进行光学加解密并设计了基于双随机相位编码的单通道加解密光学系统。该光学系统加解密速度和光速相等,加解密时耗几乎为零,在高清视频迅速普及的未来将会产生重要的应用价值,在军事加解密领域将有着广阔的应用前景。     

基于自动编码器的光学图像加密方法

为了保护图像隐私、解决光学图像加密对光学仪器精密度依赖度高的问题,提出了基于自动编码器的光学图像加密方法.该方法使用深度神经网络模拟双随机相位编码,通过在输入中加入目标随机图像模仿第一层随机相位模板,利用编码网络的卷积核模仿第二层随机相位模板.卫星图像实验结果表明,本文方法能有效地加密光学图像,直方图上密文图像像素点分布较为均匀.和基于CycleGAN的加密方法相比较,本文方法更简单,计算资源消耗更少,加密性能不受光学仪器性能的影响,加密后图像的峰值信噪比(PSNR)值下降了6.5745,水平、垂直和对角方向上相邻像素的相关系数绝对值分别低了0.110375,0.118625,0.01335,解密后图像的PSNR值上升了1.4075,结构相似性值高了0.0428.     

基于数字全息和混沌随机相位编码的双图像加密

为了提高图像的加密效率,提出了一种基于三步 相移数字全息和混沌随机相位编码的 双图像加密方法。两幅图像分别作为振幅部分和相位部分被编码为一幅复数图像,该复数图 像被置于物光路中不同位置处的两块混沌随机相位板编码后与参考光进行干涉,从而将两幅 图像的信息隐藏于三幅全息图中。在该方法中,混沌系统的初值和控制参数取代随机相位板 做密钥,使密钥的管理和传输更为便捷。此外,衍射距离和入射波长也可作为解密过程中的 密钥,使该方法的安全性得以进一步提高。计算机模拟结果表明,任何一个密钥错误时,都 不能解密得到原图像的任何有效信息。此外,该方法对噪声攻击和剪切攻击具有较强的鲁棒 性。     

球面波照明下傅里叶变换全息多图像加密方法研究

为了减少加密系统所用模板数,简化隐藏图像对解密过程的影响,采用球面波照明研究了基于傅里叶变换全息的多图像加密隐藏方法,并进行了加密、加密图像隐藏和解密的理论分析和数值模拟,加密图像和原始图像间的相关系数趋于0,宿主图像和加密图像的叠加系数0.3时,宿主图像和隐藏图像的相关系数趋于1,解密图像和原始图像间的相关系数趋于1。结果表明,该加密隐藏方法的加密、解密和隐藏效果良好。     

基于离散余弦变换的复值加密图像隐藏技术

提出了一种基于宿主图像离散余弦变换(DCT)的复值加密图像隐藏技术,待隐藏图像经双随机相位编码后的复值加密图像按一定规律隐藏在放大的宿主图像的离散余弦变换系数中.在提取隐藏图像过程中,利用相邻像素相减(NPVS)算法对藏有信息的宿主图像离散余弦变换系数进行运算,提取出隐藏的复值加密图像.经过正确的双随机相位解码,可获得原隐藏图像.研究了不同嵌入权重因子ω下藏有信息的宿主图像和解码后隐藏图像的各自相关度,分析了在ω=0.2情况下藏有信息的宿主图像的剪切对提取的隐藏图像质量的影响和基于数字全息的三维物体信息隐藏,结果表明该图像隐藏技术隐藏信息量大,抗剪切能力强,保密性好.     

基于球面波照射的单随机相位掩模光学图像加密

针对双随机相位编码加密方法,提出用球面波的自带相位因子进行图像加密,既能获得同样的效果,又能减少相位掩模数量,简化系统设置,并用计算机仿真实验证明了其可行性。     

基于指纹密钥的光学双图像加密

为了提高图像的加密效率和安全性,提出一种基于指纹密钥的光学双图像加密方法。首先,两幅待加密图像分别经置于输入平面和Gyrator变换域平面的两块指纹随机相位板的调制后,再经1次Gyrator变换,然后将Gyrator变换后的结果合成为一幅复振幅图像。最后,对得到的复振幅图像进行相位截断和振幅截断操作,得到加密图像和两个相位密钥。解密时,指纹、振幅截断得到的相位密钥、混沌系统的初值和控制参数、Gyrator变换参数均可作为解密过程中的密钥。在所提方法中,由于密钥与用户身份关联,加密系统的安全性得以进一步提高。此外,由于无需传输相位板密钥,密钥管理更为便捷。数值模拟结果表明,所提加密方法切实可行,具有较高的安全性和鲁棒性。     

基于计算全息的串联式三随机相位板图像加密

本文提出一种串联式三随机相位板图像加密的新方法,该方法充分运用计算全息记录复值光场的特性以记录加密图像,在传统的双随机相位加密系统基础上,置人第三个随机相位板在输出平面上,对输出的计算全息图进行相位调制加密,引入了新的密钥,获得很好的双密钥效果!同时由于计算全息周再现的多频特性,解密须正确提取单元频谱,进一步提高了图像...     

基于离散分数随机变换的双彩色图像加密算法

该文基于离散分数随机变换和线性同余理论,提出一种单通道双彩色图像加密算法。输入的两幅RGB图像转换成相应的索引图像格式,其中一幅2维索引图像被编码为振幅部分,另一幅则被编码为空域相位掩模。分数域相位掩模由线性同余发生器 (LCG) 生成,并将彩色映射矩阵嵌入其中。引入光学幅相调制技术,在不增加光学元件的基础上实现了双彩色图像加密。离散分数随机变换的分数阶和线性同余函数的4个参数作为密钥提高了算法的安全性,对应所有密钥计算了输入图像和解密图像的均方误差。针对唯密文攻击,噪声叠加和抗裁剪性能分别进行了数值模拟,验证了该算法的可行性和有效性。     

双幅数字图象加密的实值编码研究

本文提出了一种双幅数字图象加密的实值编码方法,待加密的两幅数字图象扩大一倍,然后后与一个随机相位掩膜一起通过光学透镜作傅立叶变换,取其实部作为编码图象.利用全息记录的方法解码,即已编码的图象和随机相位掩膜的傅立叶变换相加通过光学透镜作傅立叶反变换,记录反变换的光强分布,再通过非线性变换或灰度变换的方法町以恢复原图象.该加密编码方法简单,町以同时对两幅图象编码,而且得到实值的编码图象,便于数字图象的记录、存储与输出.     

基于Radon变换的医学图像增强方法

提出了一种基于Radon变换的医学图像增强方法,该方法不仅实现简单,而且能够有效地增强医学图像对比度.通过与常规方法相比较,该方法处理图像更加清晰并且具有较强的鲁棒性.     

基于混沌与小波变换的图像加密算法

利用混沌系统的初值敏感性,参数敏感性和类随机性等特点,首先提出一种称之为"混沌变换"的图像置乱算法。并在此基础上,设计了一种基于小波与混沌变换的图像加密算法。该算法的处理过程:图像预处理;对原始图像进行小波变换,得到四幅小波分解子图;用混沌变换对四幅子图进行图像置乱;小波逆变换。实验结果表明解密图像与原始图像一致性良好,同时本算法具有很高的安全性。     

基于灰度图像二值编码的JTC多图像加密系统

针对联合变换相关器(JTC)多图像加密系统对于加、解密灰度图像时,解密图像质量不理想的问题,利用前期提出的一种灰度图像二值编码方法,设计了一种基于灰度图像二值编码的JTC多图像加密系统。该系统将灰度多图像的加、解密问题转化为二值多图像的加、解密问题,可有效抑制加、解密过程中产生的非饱和噪音,提高图像解密质量。仿真结果表明,相同条件下在基于螺旋相位模板拓扑荷数复用的JTC多图像加密系统中使用灰度图像的二值编码图像进行加、解密相对于直接加、解密灰度图像,其相关系数值有显著提升,再使用中值滤波抑制解密图像中的饱和噪音,可进一步提高解密图像质量。     

结合Fourier变换对称性和随机多分辨率奇异值分解的彩色图像加密

提出一种基于Fourier变换对称性和随机多分辨率奇异值分解(R-MRSVD)的彩色图像加密算法。首先计算归一化明文图像的平均值作为logistic-exponent-sine映射的初值,并生成随机矩阵和位置索引;然后对每个颜色通道分别进行二维离散Fourier变换,根据共轭对称性仅保留一半的频谱系数,并提取实部分量和虚部分量构建实数矩阵;最后对实数矩阵进行R-MRSVD和Josephus置乱操作,得到密文图像。将明文图像的像素特征作为混沌序列的初值,保证算法具有高敏感性和高安全性,同时实值的密文便于存储和传输。对算法的解密图像质量、统计特性、密钥敏感性、抗选择明文攻击、鲁棒性等性能进行测试,仿真结果表明,所提加密算法具有可行性和安全性。     

一种基于m序列的图像随机加密与实时传输方案

提出了一种基于m序列的图像随机加密与实时传输方案。在加密时用m序列构造的相位函数取代了双相位输码方法中用作密钥的随机相位掩模，极大地压缩了密钥的数据量，使密钥的传送更加方便快捷。并在前有基础上加以改进，可以轻松地加密彩色图像。在完成加密后，可实时地在网络上传送加密图像，在接收端进行解密。最后进行了计算机模拟实验，实验结果表明该方案是可行的，并且易于实际应用。     

利用随机位相编码技术对光学图像进行保密

本文介绍了一种利用随机位相编码技术对光学图像进行保密的方法．该方法是利用两个随机位相掩模将振幅识别的初始图像编码为复振幅稳定的白光噪声,使仅对光强敏感的探测器无法接收．保密图像再现所采用光学方法具有最大的光学效应．