基于虛擬光學技術的圖像加密研究.pdf

1、隨著信息技術的高速發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)信息在互聯(lián)網(wǎng)上廣泛傳播。然而許多信息安全問題，嚴重阻礙了信息技術的發(fā)展。在這樣的背景下，信息加密技術應運而生。光學信息處理技術具有高處理速度、可選自由度(相位、波長、空間頻率和偏振等)、多種變換和特殊運算等優(yōu)點。因此將光學信息處理技術與信息加密技術相結(jié)合成為信息安全領域研究的重要分支。
　　 本文主要研究了基于虛擬光學對圖像加密的技術，總結(jié)了二元隨機相編碼技術、迭代加密技術、分數(shù)傅里葉變換、數(shù)字

2、全息技術以及圖像隨機像素置亂等，實現(xiàn)了三種圖像加密的算法。主要的研究工作包括以下幾個方面：
　　 (1)實現(xiàn)了基于虛擬光學彩色圖像加密和解密的復用算法。該算法采用兩層加密技術，改進了傳統(tǒng)的二元隨機相加密算法，實現(xiàn)了圖像序列的復用加密。算法第一層是將被加密的彩色圖像分解成三個信道的圖像序列，然后采用迭代傅里葉變換將這些圖像與引入的密鑰圖像一起進行復用加密，在加密圖像幅值的同時也對圖像的相位進行調(diào)節(jié)，從而將圖像序列加密成白噪聲，最終

3、將圖像序列加密成一幅圖像。算法第二層是采用傳統(tǒng)二元隨機相加密，對第一層加密的結(jié)果進一步進行變換加密。實驗結(jié)果表明兩層加密算法得到的結(jié)果具有更高的安全性，而且所有的安全密鑰都具有敏感性。
　　 (2)實現(xiàn)了用迭代分數(shù)傅里葉變換和像素隨機置亂加密彩色圖像的算法。將一幅彩色圖像分割成三通道圖像序列，然后將每個通道作為一幅灰度圖像運用不同的置亂密鑰進行隨機像素的置亂，對置亂加密后的三幅灰度圖像再采用迭代分數(shù)傅里葉變換進行加密。通過將多幅

4、圖像加密到不同階次的分數(shù)傅里葉域上，實現(xiàn)多幅圖像加密。實驗結(jié)果證明了該算法的有效性。
　　 (3)基于光學全息技術與數(shù)字水印技術，實現(xiàn)了數(shù)字全息的水印算法。該算法一方面將水印信息運用虛擬光學的技術制作成全息圖，另一方面將彩色宿主圖像進行低通濾波，將濾波后的結(jié)果分解成三個不同的圖像序列，再將水印全息圖按照一定的嵌入系數(shù)嵌入進這三個圖像序列中，最后將含有水印信息的三個圖像序列合成為具有良好不可見性的彩色圖像。水印的提取過程利用了全息