Fourier频率域随机谱隐秘信息加载与增量补偿系统

王晓雷; 李智磊; 翟宏琛; 王明伟

doi:10.7498/aps.59.6994

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Fourier频率域随机谱隐秘信息加载与增量补偿系统

王晓雷 , 李智磊 , 翟宏琛 , 王明伟

唯象论的经典领域

Fourier频率域随机谱隐秘信息加载与增量补偿系统

王晓雷, 李智磊, 翟宏琛, 王明伟

物理学报. 2010, 59(10): 6994-7001.

doi: 10.7498/aps.59.6994.

摘要

提出一种基于光学原理的Fourier频率域随机谱隐秘信息加载与增量补偿系统,并给出一种隐秘信息的加载方式,可实现光学图像信息隐藏.宿主图像经过随机相位调制后进行Fourier变换得到频率域的随机谱,在此随机谱上加载隐秘信息,同时,系统对由隐秘信息的加入所产生的影响进行补偿.利用该系统所得到的载体图像未经正确的密钥-随机相位-调制时,隐秘信息将弥散在载体图像的Fourier频率域空间,具有较好的不可检测性.此外,即使攻击者知道隐秘信息的存在甚至知道隐藏方法,但在不知道密钥的情况下,依然无法破解隐秘信息的内容

关键词:

作者及机构信息

1.
南开大学现代光学研究所,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300071

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10904079,60838001)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20090031120041,20070055029)资助的课题.

参考文献

[1]	Takai N, Mifune Y 2002 Appl. Opt. 41 865
[2]	Peng X, Yu L F, Cai L L 2003 Opt. Commun. 226 155
[3]	Kishk S, Javidi B 2002 Appl. Opt. 41 5462
[4]	Yang X P, Zhai H C, Wang M W 2008 Acta Phys. Sin. 57 847(in Chinese) [杨晓苹、翟宏琛、王明伟 2008 物理学报 57 847]
[5]	Yang X P, Zhai H C, Liang Y M, Sun Y F, Wang M W 2008 J. Optoelectron. Laser 19 111 [杨晓苹、翟宏琛、梁艳梅、孙云峰、王明伟 2008 光电子·激光 19 111]
[6]	Gao L J, Yang X P, Li Z L, Wang X L, Zhai H C, Wang M W 2009 Acta Phys. Sin. 58 1053 (in Chinese) [高丽娟、杨晓苹、李智磊、王晓雷、翟宏琛、王明伟 2009 物理学报 58 1053] 〖7] Yang X P, Gao L J, Wang X L, Zhai H C, Wang M W 2009 Acta Phys. Sin. 58 1662 (in Chinese) [杨晓苹、高丽娟、王晓雷、翟宏琛、王明伟 2009 物理学报 58 1662]
[7]	Shi Y S, Situ G H, Zhang J J 2006 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 8 569
[8]	He M Z, Cai L Z, Liu Q, Wang X C, Meng X F 2005 Opt. Commun. 247 29
[9]	Li Z L, Zhai H C, Wang M W 2007 Acta Phys. Sin. 56 3234 (in Chinese) [李智磊、翟宏琛、王明伟 2007 物理学报 56 3234]

施引文献

[1]	Takai N, Mifune Y 2002 Appl. Opt. 41 865
[2]	Peng X, Yu L F, Cai L L 2003 Opt. Commun. 226 155
[3]	Kishk S, Javidi B 2002 Appl. Opt. 41 5462
[4]	Yang X P, Zhai H C, Wang M W 2008 Acta Phys. Sin. 57 847(in Chinese) [杨晓苹、翟宏琛、王明伟 2008 物理学报 57 847]
[5]	Yang X P, Zhai H C, Liang Y M, Sun Y F, Wang M W 2008 J. Optoelectron. Laser 19 111 [杨晓苹、翟宏琛、梁艳梅、孙云峰、王明伟 2008 光电子·激光 19 111]
[6]	Gao L J, Yang X P, Li Z L, Wang X L, Zhai H C, Wang M W 2009 Acta Phys. Sin. 58 1053 (in Chinese) [高丽娟、杨晓苹、李智磊、王晓雷、翟宏琛、王明伟 2009 物理学报 58 1053] 〖7] Yang X P, Gao L J, Wang X L, Zhai H C, Wang M W 2009 Acta Phys. Sin. 58 1662 (in Chinese) [杨晓苹、高丽娟、王晓雷、翟宏琛、王明伟 2009 物理学报 58 1662]
[7]	Shi Y S, Situ G H, Zhang J J 2006 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 8 569
[8]	He M Z, Cai L Z, Liu Q, Wang X C, Meng X F 2005 Opt. Commun. 247 29
[9]	Li Z L, Zhai H C, Wang M W 2007 Acta Phys. Sin. 56 3234 (in Chinese) [李智磊、翟宏琛、王明伟 2007 物理学报 56 3234]

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物理学报. 2010, 59(10): 6994-7001.

doi: 10.7498/aps.59.6994.

Fourier频率域随机谱隐秘信息加载与增量补偿系统

1. 南开大学现代光学研究所,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300071

基金项目:

国家自然科学基金(批准号:10904079,60838001)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20090031120041,20070055029)资助的课题.

收稿日期: 2009-11-09
修回日期: 2010-01-11
刊出日期: 2010-05-05

摘要: 提出一种基于光学原理的Fourier频率域随机谱隐秘信息加载与增量补偿系统,并给出一种隐秘信息的加载方式,可实现光学图像信息隐藏.宿主图像经过随机相位调制后进行Fourier变换得到频率域的随机谱,在此随机谱上加载隐秘信息,同时,系统对由隐秘信息的加入所产生的影响进行补偿.利用该系统所得到的载体图像未经正确的密钥-随机相位-调制时,隐秘信息将弥散在载体图像的Fourier频率域空间,具有较好的不可检测性.此外,即使攻击者知道隐秘信息的存在甚至知道隐藏方法,但在不知道密钥的情况下,依然无法破解隐秘信息的内容

关键词:

English Abstract

The system of loading hidden information in random spectrum of Fourier domain and incremental compensation

1.
Institute of Modern Optics, Nankai University, Key Laboratory of Optoelectronic Information Science & Technology, Ministry of Education, Tianjin 300071, China

Received Date: 09 November 2009
Accepted Date: 11 January 2010
Published Online: 05 May 2010

Abstract: The system of loading hidden information in random spectrum of Fourier domain and incremental compensation, which is based on optical principle and can be used in optical image information hiding, is proposed in this paper. A typical method of loading hidden information to the system is also presented. The random spectrum of host image multiplied by random phase mask is obtained by Fourier transform, and the hidden information is embedded in the random spectrum. At the same time, the effects induced by the hidden information can be compensated for by the proposed system. When the carrier image embedded with hidden information is decrypted with incorrect key-random phase mask, the hidden information will spread in the Fourier frequency domain, thus it is impossible to retrieve the hidden information. In addition, even though the attackers know the presence of hidden information and even the hiding method, they still can not decrypt the hidden content without the key, and it is also difficult to removal the hidden information without destroying the carrier image. While in the decryption process, neither the original image nor the information related to the hidden code is necessary. The feasibility of proposed system is demonstrated by simulation experiment and the robustness to the Gauss noise as well as salt and pepper noise is also presented at the end of this paper.

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