分数傅里叶域多图像干涉加密技术

摘要

随着现代通信技术的快速发展，图像传输的安全性变得越来越重要。光学图像加密技术具有高速固有计算和并行性，并能提供振幅、相位、波长等多个自由度，因此其在信息处理中起到重要作用。近年来，基于干涉原理的光学图像加密技术，因其原理、运算、操作相对简单，受到研究人员的密切关注。大多数干涉加密算法，密钥空间较小，而且是针对一幅或者两幅图像进行加密处理，这样在处理具有相关性的多幅图像时，就会有局限性。为了解决此问题，本文提出了三种多图像加密算法，简单介绍下研究内容：
　　首先，提出了多参数分数傅里叶域干涉加密算法，相对于传统干涉加密来说，扩大了密钥空间，增强了系统安全性。其次，提出了基于 DCT压缩技术的分数傅里叶域多图像干涉加密算法。每幅图像经过 DCT压缩处理后，融合成一幅复合图像，再利用分数傅里叶域干涉加密算法计算，即可得到加密图像。该算法通过引入 DCT压缩技术，提高了加密及解密效率，减轻了传输负担。对此方法进行改进，提出了多参数分数傅里叶域多图像干涉加密算法，并引入置乱加密，进一步扩大了密钥空间。然后利用相位恢复技术，实现了多参数分数傅里叶域多图像干涉加密，该算法依然具有较高的安全性。最后，通过增加一幅纯相位随机图像作为第三幅加密图像的方法，消除了基于干涉原理加密算法的“轮廓显现”现象。
　　本文通过计算机数值模拟仿真，对上述算法的安全性进行验证，并详细分析了密钥的敏感性，这些加密算法计算量较小，实现方法简单，应用前景广阔。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 光学图像加密技术发展历史与现状

1.3 本文研究的主要内容

第2章 FrFD干涉加密算法及改进

2.1 传统干涉加密算法

2.2 分数傅里叶域干涉加密算法

2.3 多参数分数傅里叶域干涉加密算法

2.4 本章小结

第3章 基于DCT的FrFD多图像干涉加密算法

3.1 离散余弦变换

3.2 分数傅里叶域多图像干涉加密算法

3.3 多参数分数傅里叶域多图像干涉加密算法

3.4 置乱加密

3.5 本章小结

第4章 基于相位恢复的DMPFrFD多图像干涉加密算法

4.1 相位恢复算法

4.2 加密原理

4.3 计算机仿真与分析

4.4 本章小结

第5章 “轮廓显现”去除方法

5.1 “轮廓显现”分析

5.2 消除“轮廓显现”

5.3 计算机仿真与分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文和取得的科研成果

致谢