基于相位恢復算法的圖像加密研究.pdf

1、數字圖像作為多媒體信息中最重要的信息表達形式，具有形象、直觀和生動的優(yōu)點，尤其是在克服了以往因圖像數據量大而帶來的存儲和傳輸的問題之后，它已經成為當今乃至今后信息表達方式的主流。與之相關的圖像加密技術也成為信息安全領域的一個重要研究課題。
　　近年來，由于光學信息處理系統(tǒng)可提供相位、振幅、偏振方向、波長等多種加密自由度，并具有高處理速度、高并行度的特性，使得對基于光學信息處理技術的圖像加密方面研究越來越受到國內外研究者的青睞。

2、r>　　而基于相位恢復算法的光學圖像加密技術作為圖像加密的一種有效的手段，自提出以來發(fā)展迅速，受到研究者們的廣泛關注。相位恢復算法具有應用領域廣泛、通用性較強、所需設備條件低等優(yōu)點。隨著計算機技術的日益發(fā)展與應用的普及化，完成迭代運算將會更加簡便、快速，相位恢復算法定會有更大的發(fā)展空間，對基于相位恢復算法的圖像加密的研究與探討，必具有重要的意義。
　　本文首先闡述了相位恢復算法在圖像加密中的應用，就相位恢復算法中的迭代傅里葉變換算

3、法（即GS算法）及菲涅爾域的GS算法進行了探討和計算機模擬實驗，并在此基礎上提出了一種改進的算法——基于干涉的GS算法。
　　為了提高圖像加密的安全性，本文將基于干涉的GS算法與位平面信息分存相結合。將待加密的原始圖像分解成三部分，分別通過算法進行加密處理轉化為3個相位信息，然后通過相互調制原理將三個相位信息存入一個相位，實現(xiàn)了單幅圖像的分層加密。
　　為了達到較大容量的加密目的，本文將近年提出的基于干涉的圖像加密算法與相位

4、恢復算法相結合。先通過相位恢復算法將一幅圖像轉化為相位信息，再將該相位與另一幅圖像的振幅構成一個復函數，通過基于干涉的圖像加密算法將這包含兩幅圖像信息的復函數加密到兩個相位中，從而實現(xiàn)了雙圖像的加密。
　　本文提出的另一種較大容量的加密方法是在菲涅爾域的級聯(lián)迭代雙相位恢復算法的基礎上實現(xiàn)的。該方法通過迭代雙相位恢復算法，將多幅圖像按照不同的密級順序依次加密到兩個級聯(lián)的相位中，從而實現(xiàn)多幅圖像的分級加密。圖像的密級越高，解密時需要的