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基于不对称非标准傅里叶变换的光学图像加密 第28卷第3期 2007年5月 应用光学 JournalofAppliedOptics Vo1.28.NO.3 May.2007 文章编号2007)03—0262—03 基于不对称非标准傅里叶变换的光学图像加密 邓晓鹏 (怀化学院物理与电子信息科学系,湖南怀化418008) 摘要:针对以往光学图像加密系统中输入面和频谱面对称性的缺点,在不增加系统元件的基础 上,利用球面波照射不对称非标准傅里叶变换系统进行图像加密.通过把相位掩模置于该系统的 傅里叶变换平面,利用不对称非标准傅里叶变换系统的输入面和频谱面的不对称性以及频谱面对 于点光源相关参数的依赖性,克服了以前光学加密系统中输入面和频谱面的对称性所带来的安全 隐患,并且获得了除相位掩模以外的另外四重密匙.理论分析和模拟实验表明:该方法不仅可行, 而且多增加了几重密匙,增强了系统的安全性能. 关键词:光学图像加密;非标准傅里叶变换;球面波;相位掩模 中图分类号:TN911.73文献标志码:A Opticalimageencryptionbasedonasymmetric abnormalFouriertransform DENGXiao—peng (DepartmentofPhysicalElectronics.Universityofhuaihua,Huaihua418008,China) Abstract:Toovercomethedisadvantageofthesymmetryofinputandfrequencyplanesinthe previousopticalimageencodingsystems,animprovedencryptionmethodisproposed.Insteadof addingopticalelements,theopticalimageencryptionisrealizedbysphericalwaveillumination onasymmetricnon—normalFouriertransformsystemandbyplacingthephasemaskonthe Fouriertransformplaneofthesystem.Duetotheasymmetryofthissystemandthedependence oftheFourierspectrumplaneonrelevantparametersofthespotlight,itovercomesthehidden troubleresultingfromthesymmetryofthepreviousopticalimageencodingsystemandincreases fourfoldsecuritykeys.Theoreticanalysisandcomputersimulationindicatethatthismethodis feasibleandenhancesthesecuritygreatly. Keywords:opticalimageencrypting;abnormalFouriertransform;sphericalwave;phase mask 引言 B.Javid等人提出的双随机相位加密方法是: 用2个独立的随机相位掩模对需要保护的图像分 别在4/系统的空域和Fourier频域进行编码,使原 始图像变成噪声,但是2块相位板分别位于2个特 殊的平面内,因此相位板的纵向位置不能作为密 钥:.虽然采用分数傅里叶变换系统可以使相位板 的纵向位置随分数变换级数的变化而改变,但是分 数傅里叶变换系统中输入与输出平面相对透镜是 对称的,因此只要知道了输入平面就知道了输出平 面,也就知道了相位板的纵向位置.这在一定程度 上降低了系统的安全性能一.针对这一点,在不增 收稿日期修回日期作者简介:邓晓鹏(1972一),男,苗族,湖南沅陵人,讲师,主要从事光电图像处理研究.E—mail:dxpzqh@tom.eom 应用光学2007,28(3)邓晓鹏:基于不对称非标准傅里叶变换的光学图像加密.263 加系统元件的基础上,提出用球面波照射透镜,把相 位板置于点光源的像平面,即在系统的傅里叶变换 平面上进行加密.由于点光源照射傅里叶变换系统 的输入面和频谱面不对称,而且它的频谱面位置依 赖于点光源的相关参数,所以,当把相位掩模置于它 的频谱面上时,相位掩模的纵向位置以及透镜的焦 距也成为密匙,这就大大增强了系统的安全性能. 1基本原理 基于不对称非标准傅里叶变换加密系统原理 设计的加密系统如图1所示. ,— fr,\▲J:1 .厂 图1加密系统 Fi