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优化的两步相移算法在图像加密中的应用研究

孟祥锋 彭翔 蔡履中 何文奇 秦琬 郭继平 李阿蒙

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优化的两步相移算法在图像加密中的应用研究

孟祥锋, 彭翔, 蔡履中, 何文奇, 秦琬, 郭继平, 李阿蒙

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

He Wen-Qi, Qin Wan, Peng Xiang, Guo Ji-Ping, Li A-Meng, Cai Lü-Zhong, Meng Xiang-Feng
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  • 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.
    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.
    • 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.
    [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

    [5]

    Luo Z Y, Yang L F, Chen Y C 2005 Acta. Phys. Sin. 54 3051 (in Chinese) [罗志勇、杨丽峰、陈永昌 2005 物理学报 54 3051]

    [6]

    Guo C S, Cheng X, Ren X Y, Ding J P, Wang H T 2004 Opt. Express 12 5166

    [7]

    Xu X F, Cai L Z, Wang Y R, Yang, X L, Meng X F, Dong G Y, Shen X X, H. Zhang 2007 Appl. Phys. Lett. 90 121124

    [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)

  • [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

    [5]

    Luo Z Y, Yang L F, Chen Y C 2005 Acta. Phys. Sin. 54 3051 (in Chinese) [罗志勇、杨丽峰、陈永昌 2005 物理学报 54 3051]

    [6]

    Guo C S, Cheng X, Ren X Y, Ding J P, Wang H T 2004 Opt. Express 12 5166

    [7]

    Xu X F, Cai L Z, Wang Y R, Yang, X L, Meng X F, Dong G Y, Shen X X, H. Zhang 2007 Appl. Phys. Lett. 90 121124

    [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)

  • [1] 刘瀚扬, 华南, 王一诺, 梁俊卿, 马鸿洋. 基于量子随机行走和多维混沌的三维图像加密算法. 物理学报, 2022, 71(17): 170303. doi: 10.7498/aps.71.20220466
    [2] 赵智鹏, 周双, 王兴元. 基于深度学习的新混沌信号及其在图像加密中的应用. 物理学报, 2021, 70(23): 230502. doi: 10.7498/aps.70.20210561
    [3] 王一诺, 宋昭阳, 马玉林, 华南, 马鸿洋. 基于DNA编码与交替量子随机行走的彩色图像加密算法. 物理学报, 2021, 70(23): 230302. doi: 10.7498/aps.70.20211255
    [4] 方洁, 姜明浩, 安小宇, 孙军伟. 基于混沌加密和DNA编码的“一图一密”图像加密算法. 物理学报, 2021, 70(7): 070501. doi: 10.7498/aps.70.20201642
    [5] 潘雪梅, 孟祥锋, 杨修伦, 王玉荣, 彭翔, 何文奇, 董国艳, 陈红艺. 基于复振幅场信息复用和RSA算法的非对称多幅图像认证方法. 物理学报, 2015, 64(11): 110701. doi: 10.7498/aps.64.110701
    [6] 王大勇, 王云新, 郭莎, 戎路, 张亦卓. 基于多角度无透镜傅里叶变换数字全息的散斑噪声抑制成像研究. 物理学报, 2014, 63(15): 154205. doi: 10.7498/aps.63.154205
    [7] 来志, 郭亮, 李小珍, 党文佳. 机器视觉在激光干涉测量d31中的应用. 物理学报, 2013, 62(18): 184207. doi: 10.7498/aps.62.184207
    [8] 邓海涛, 邓家先, 邓小梅. 基于EZW的图像压缩和树形加密同步算法. 物理学报, 2013, 62(11): 110701. doi: 10.7498/aps.62.110701
    [9] 朱从旭, 孙克辉. 对一类超混沌图像加密算法的密码分析与改进. 物理学报, 2012, 61(12): 120503. doi: 10.7498/aps.61.120503
    [10] 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. 物理学报, 2012, 61(24): 244204. doi: 10.7498/aps.61.244204
    [11] 孙福艳, 吕宗旺. 空间混沌序列的加密特性研究. 物理学报, 2011, 60(4): 040503. doi: 10.7498/aps.60.040503
    [12] 季超, 张凌云, 窦硕星, 王鹏业. 原子力显微镜观测生物大分子图像的一种处理方法. 物理学报, 2011, 60(9): 098703. doi: 10.7498/aps.60.098703
    [13] 徐先锋, 韩立立, 袁红光. 两步相移数字全息物光重建误差分析与校正. 物理学报, 2011, 60(8): 084206. doi: 10.7498/aps.60.084206
    [14] 段黎力, 廖晓峰, 向涛. 基于Markov性质的一阶安全算术编码及应用. 物理学报, 2010, 59(10): 6744-6751. doi: 10.7498/aps.59.6744
    [15] 任煜轩, 吴建光, 周小为, 付绍军, 孙晴, 王自强, 李银妹. 相位片角向衍射产生拉盖尔-高斯光束的实验研究. 物理学报, 2010, 59(6): 3930-3935. doi: 10.7498/aps.59.3930
    [16] 何文奇, 彭翔, 祁永坤, 孟祥锋, 秦琬, 高志. 基于非线性级联傅里叶变换的光学Hash函数构造. 物理学报, 2010, 59(3): 1762-1768. doi: 10.7498/aps.59.1762
    [17] 李俊昌, 张亚萍, 许蔚. 高质量数字全息波面重建系统研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5385-5391. doi: 10.7498/aps.58.5385
    [18] 孟祥锋, 蔡履中, 王玉荣, 彭翔. 两步广义相移干涉术的光学实验验证. 物理学报, 2009, 58(3): 1668-1674. doi: 10.7498/aps.58.1668
    [19] 李 丰, 高春清, 刘义东, 高明伟. 利用振幅光栅生成拉盖尔-高斯光束的实验研究. 物理学报, 2008, 57(2): 860-866. doi: 10.7498/aps.57.860
    [20] 彭 翔, 位恒政, 张 鹏. 基于菲涅耳域的双随机相位编码系统的选择明文攻击. 物理学报, 2007, 56(7): 3924-3930. doi: 10.7498/aps.56.3924
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-09
  • 修回日期:  2009-12-07
  • 刊出日期:  2010-09-15

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