基于相移干涉术的光学信息隐藏系统的软件实现

范德胜; 孟祥锋; 杨修伦; 王玉荣; 彭翔; 何文奇

doi:10.7498/aps.61.244204

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基于相移干涉术的光学信息隐藏系统的软件实现

范德胜 , 孟祥锋 , 杨修伦 , 王玉荣 , 彭翔 , 何文奇

基于相移干涉术的光学信息隐藏系统的软件实现

范德胜, 孟祥锋, 杨修伦, 王玉荣, 彭翔, 何文奇

物理学报. 2012, 61(24): 244204.

doi: 10.7498/aps.61.244204.

摘要

结合双随机相位编码技术与相移干涉术, 提出了一种信息隐藏系统, 待隐藏信息被加密到多幅干涉图数据中后, 通过选取合适的权重因子, 它们可以被嵌入到宿主图像中; 利用特定的相移再现公式和逆菲涅耳衍射变换, 可以实现隐藏信息的提取及解密. 通过基于Matcom的Visual C++与Matlab混合编程, 设计和开发了一款信息隐藏系统软件, 经过界面测试, 该软件可以实现图像读取及显示、基本几何参数输入、信息加密及嵌入、信息提取及解密、鲁棒性测试等主要功能.

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系, 山东省激光技术与应用重点实验室, 济南 250100;

2.
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, 61171073, 61275014)、山东省自然科学基金 (批准号: ZR2011FQ011)、山东省科技计划项目(批准号: 2011GGH20119)、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(批准号: BS2011DX023)、深圳市科技研发资金(批准号: 0014632063100426032)和山东大学自主创新项目(批准号: 2010TB019)资助的课题.

参考文献

[1]	Refrégier P, Javidi B 1995 Opt. Lett. 20 767
[2]	Javidi B 2005 Optical and digital techniques for information security (New York: Springer)
[3]	Chang H T, Lu W C, Kuo C J 2002 Appl. Opt. 41 4825
[4]	Nomura T, Uota K, Morimoto Y 2004 Opt. Eng. 43 2228
[5]	Liu Z J, Liu S T 2007 Opt. Commun. 275 324
[6]	Yuan S, Zhou X, Li D H, Zhou D F 2007 Appl. Opt. 46 3747
[7]	Zhou N R, Wang Y X, Gong L H, He H, Wu J H 2011 Opt. Commun. 284 2789
[8]	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]
[9]	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]
[10]	Javidi B, Nomura T 2000 Opt. Lett. 25 28
[11]	Yamaguchi I, Zhang T 1997 Opt. Lett. 22 1268
[12]	Cai L Z, He M Z, Liu Q, Yang X L 2004 Appl. Opt. 43 3078
[13]	Meng X F, Cai L Z, He M Z, Dong G Y, Shen X X 2005 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 7 624
[14]	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
[15]	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
[16]	Meng X F, Peng X, Cai L Z, He W Q, Qin W, Guo J P, Li A M 2010 Acta. Phys. Sin. 59 6118 (in Chinese) [孟祥锋, 彭翔, 蔡履中, 何文奇, 秦琬, 郭继平, 李阿蒙 2010 物理学报 59 6118]
[17]	Consularo L A, Costa L 1998 Comput. Phys. 12 460
[18]	Qin W X, Liu J Y, Zhao W, Wang S H 2007 J. Syst. Eng. Electron 29 795 (in Chinese) [钱伟行, 刘建业, 赵伟, 汪叔华 2007 系统工程与电子技术 29 795]

施引文献

[1]	Refrégier P, Javidi B 1995 Opt. Lett. 20 767
[2]	Javidi B 2005 Optical and digital techniques for information security (New York: Springer)
[3]	Chang H T, Lu W C, Kuo C J 2002 Appl. Opt. 41 4825
[4]	Nomura T, Uota K, Morimoto Y 2004 Opt. Eng. 43 2228
[5]	Liu Z J, Liu S T 2007 Opt. Commun. 275 324
[6]	Yuan S, Zhou X, Li D H, Zhou D F 2007 Appl. Opt. 46 3747
[7]	Zhou N R, Wang Y X, Gong L H, He H, Wu J H 2011 Opt. Commun. 284 2789
[8]	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]
[9]	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]
[10]	Javidi B, Nomura T 2000 Opt. Lett. 25 28
[11]	Yamaguchi I, Zhang T 1997 Opt. Lett. 22 1268
[12]	Cai L Z, He M Z, Liu Q, Yang X L 2004 Appl. Opt. 43 3078
[13]	Meng X F, Cai L Z, He M Z, Dong G Y, Shen X X 2005 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 7 624
[14]	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
[15]	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
[16]	Meng X F, Peng X, Cai L Z, He W Q, Qin W, Guo J P, Li A M 2010 Acta. Phys. Sin. 59 6118 (in Chinese) [孟祥锋, 彭翔, 蔡履中, 何文奇, 秦琬, 郭继平, 李阿蒙 2010 物理学报 59 6118]
[17]	Consularo L A, Costa L 1998 Comput. Phys. 12 460
[18]	Qin W X, Liu J Y, Zhao W, Wang S H 2007 J. Syst. Eng. Electron 29 795 (in Chinese) [钱伟行, 刘建业, 赵伟, 汪叔华 2007 系统工程与电子技术 29 795]

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物理学报. 2012, 61(24): 244204.

doi: 10.7498/aps.61.244204.

基于相移干涉术的光学信息隐藏系统的软件实现

1. 山东大学信息科学与工程学院光学系, 山东省激光技术与应用重点实验室, 济南 250100;
2. 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, 61171073, 61275014)、山东省自然科学基金 (批准号: ZR2011FQ011)、山东省科技计划项目(批准号: 2011GGH20119)、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(批准号: BS2011DX023)、深圳市科技研发资金(批准号: 0014632063100426032)和山东大学自主创新项目(批准号: 2010TB019)资助的课题.

收稿日期: 2012-05-27
修回日期: 2012-06-15
刊出日期: 2012-12-05

摘要: 结合双随机相位编码技术与相移干涉术, 提出了一种信息隐藏系统, 待隐藏信息被加密到多幅干涉图数据中后, 通过选取合适的权重因子, 它们可以被嵌入到宿主图像中; 利用特定的相移再现公式和逆菲涅耳衍射变换, 可以实现隐藏信息的提取及解密. 通过基于Matcom的Visual C++与Matlab混合编程, 设计和开发了一款信息隐藏系统软件, 经过界面测试, 该软件可以实现图像读取及显示、基本几何参数输入、信息加密及嵌入、信息提取及解密、鲁棒性测试等主要功能.

关键词:

English Abstract

Software realization of optical information hiding system based on phase-shifting interferometry

1.
Department of Optics, School of Information Science and Engineering and Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Technology and Application, Shandong University, Jinan 250100, China;

2.
College of Optoelectronics Engineering, Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China

Fund Project:
Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60907005, 61171073, 61275014), the Natural Science Foundation of Shandong Province (Grant No. ZR2011FQ011), the Science and Technology Programs of Shandong Province (Grant No. 2011GGH20119), the Research Award Fund for Outstanding Young Scientists of Shandong Province (Grant No. BS2011DX023), the Science & Technology Bureau of Shenzhen (Grant No. 0014632063100426032), and the Independent Innovation Foundation of Shandong University (Grant No. IIFSDU, 2010TB019).

Received Date: 27 May 2012
Accepted Date: 15 June 2012
Published Online: 05 December 2012

Abstract: Combining the techniques of double random phase encoding and phase-shifting interferometry, an information hiding system is proposed, in which the information to be hidden can be encrypted into multiple interferograms. By choosing the appropriate weighting factor, the interferograms can be embedded in the host image. The secrete information can be successfully extracted and decrypted by special phase-shifting reconstruction formula and inverse Fresnel diffraction transform. A software of information hiding system is designed by mixed programming between Visual C++ and Matlab based in the Matcom software environments. By testing the software interface, the designed software can successfully realize the main functions, such as image reading and displaying, input of basis geometrical parameters, information encrypting and embedding, information extracting, decrypting, robustness testing, etc..

Keywords:

image encryption and digital watermarking /
phase-shifting interferometry /
digital image processing

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参考文献 (18)

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