优化的两步相移算法在图像加密中的应用研究

蔡履中; 孟祥锋; 彭翔; 何文奇; 秦琬; 郭继平; 李阿蒙

doi:10.7498/aps.59.6118

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摘要

优化了此前提出的两步相移算法,仅通过两幅去除背景光强(或抑制直流分量)后的干涉图数据和一个(0, π)区间的相移值,就可以成功再现出原始物波场信息,无需借助于物光光强、参考光光强等其他辅助测量信息.与菲涅耳域的双随机相位编码技术结合,该优化算法可以应用于图像加密方案中,通过计算机仿真实验验证了所提方案的可行性,并对几何密钥的灵敏度进行了测试分析.

关键词:

作者及机构信息

(1)山东大学信息科学与工程学院光学工程系,济南 250100; (2)山东大学信息科学与工程学院光学工程系,济南 250100;深圳大学光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳 518060; (3)深圳大学光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳 518060

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60907005,60777008和60775021),中国博士后科学基金(批准号:200902334),深圳市科技计划项目(批准号:200734)和深圳市科技研发资金项目资助的课题.

参考文献

[1]	Carré P 1966 Metrologia. 2 13
[2]	Yamaguchi I, Zhang T 1997 Opt. Lett. 22 1268
[3]	Cai L Z, Liu Q, Yang X L 2004 Opt. Lett. 24 183
[4]	Guo H W, Yu Y J, Chen M Y 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 25
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[8]	Chen X, Gramaglia M, Yeazell J A 2000 Appl. Opt. 39 585
[9]	Schwider J, Burow R, Elssner K E, Grzanna J, Spolaczyk R, Merkel K 1983 Appl. Opt. 22 3421
[10]	Chen G L, Lin C Y, Yau H F, Kuo M K, Chang C C 2007 Opt. Express 15 11601
[11]	Ramírez J A H, Garcia-Sucerquia J 2007 Opt. Commun. 277 259
[12]	Guo C S, Yue Q Y, Wei G X, Lu L L, Yue S J 2008 Opt. Lett. 33 1945
[13]	Meng X F, Cai L Z, Xu X F, Yang X L, Shen X X, Dong G Y, Wang Y R 2006 Opt. Lett. 31 1414
[14]	Meng X F, Cai L Z, Wang Y R, Peng X 2009 Acta. Phys. Sin. 58 1668 (in Chinese) [孟祥锋、蔡履中、王玉荣、彭翔 2009 物理学报 58 1668] 〖15] Meng X F, Peng X, Cai L Z, Li A M, Guo J P, Wang Y R 2009 Opt. Lett. 34 1210
[15]	Refrégier P, Javidi B 1995 Opt. Lett. 20 767
[16]	Javidi B 2005 Optical and digital techniques for information security (New York: Springer)
[17]	Meng X F, Cai L Z, Yang X L, Xu X F, Dong G Y, Shen X X, Zhang H, Wang Y R 2007 Appl. Opt. 46 4694
[18]	Peng X, Tang H Q, Tian J D 2007 Acta. Phys. Sin. 56 2629 (in Chinese) [彭翔、汤红乔、田劲东 2007 物理学报 56 2629]
[19]	Peng X, Zhang P, Wei H Z, Yu B 2006 Acta. Phys. Sin. 55 1130 (in Chinese) [彭翔、张鹏、位恒政 2006 物理学报 55 1130]
[20]	Liu F M, Zhai H C, Yang X P 2003 Acta. Phys. Sin. 52 2462 (in Chinese) [刘福民、翟宏琛、杨晓苹 2003 物理学报 52 2462]
[21]	Gai Q, Wang M W, Li Z L, Zhai H C 2008 Acta. Phys. Sin. 57 6955 (in Chinese) [盖琦、王明伟、李智磊、翟宏琛 2008 物理学报 57 6955]
[22]	Schnars U, Jüptner W P O 2002 Meas. Sci. Technol. 13 R85
[23]	Gonzalez R Z, Woods R E 2002 Digital image processing (2nd edition) (Upper Saddle River: Prentice Hall)

施引文献

[1]	Carré P 1966 Metrologia. 2 13
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[1]	胡耀华, 刘艳, 穆鸽, 秦齐, 谭中伟, 王目光, 延凤平. 基于多模光纤散斑的压缩感知在光学图像加密中的应用. 物理学报, 2020, 69(3): 034203. doi: 10.7498/aps.69.20191143
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优化的两步相移算法在图像加密中的应用研究

1. (1)山东大学信息科学与工程学院光学工程系,济南 250100; (2)山东大学信息科学与工程学院光学工程系,济南 250100;深圳大学光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳 518060; (3)深圳大学光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳 518060

基金项目:

国家自然科学基金(批准号:60907005,60777008和60775021),中国博士后科学基金(批准号:200902334),深圳市科技计划项目(批准号:200734)和深圳市科技研发资金项目资助的课题.

收稿日期: 2009-11-09

修回日期: 2009-12-07

刊出日期: 2010-09-15

摘要: 优化了此前提出的两步相移算法,仅通过两幅去除背景光强(或抑制直流分量)后的干涉图数据和一个(0, π)区间的相移值,就可以成功再现出原始物波场信息,无需借助于物光光强、参考光光强等其他辅助测量信息.与菲涅耳域的双随机相位编码技术结合,该优化算法可以应用于图像加密方案中,通过计算机仿真实验验证了所提方案的可行性,并对几何密钥的灵敏度进行了测试分析.

关键词:

Optimized two-step phase-shifting algorithm applied to image encryption

1.
(1)College of Optoelectronics Engineering, Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China; (2)Department of Optics, School of Information Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China; (3)Department of Optics, School of Information Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China;College of Optoelectronics Engineering, Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, She

Received Date: 09 November 2009

Accepted Date: 07 December 2009

Published Online: 15 September 2010

Abstract: The two-step phase-shifting algorithm proposed previously is optimized, the original object wave field can be reconstructed by only one phase shift value in (0, π) and two interferograms, with the removal (or suppression) of background intensity (or dc term), and the additional measurements such as the object wave intensity, reference wave intensity, etc., are no longer required. Together with double random phase encoding technique in the Fresnel domain, the optimized two-step phase-shifting algorithm is then applied to image encryption system. The feasibility of the proposed scheme is verified by computer simulation. Furthermore, the sensitivity of geometrical keys has also been tested and analyzed.

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