基于相位恢復(fù)算法的圖像加密研究.pdf

1、數(shù)字圖像作為多媒體信息中最重要的信息表達(dá)形式，具有形象、直觀和生動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，尤其是在克服了以往因圖像數(shù)據(jù)量大而帶來的存儲(chǔ)和傳輸?shù)膯栴}之后，它已經(jīng)成為當(dāng)今乃至今后信息表達(dá)方式的主流。與之相關(guān)的圖像加密技術(shù)也成為信息安全領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。
　　近年來，由于光學(xué)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(duì)基于光學(xué)信息處理技術(shù)的圖像加密方面研究越來越受到國內(nèi)外研究者的青睞。

2、r>　　而基于相位恢復(fù)算法的光學(xué)圖像加密技術(shù)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(guān)注。相位恢復(fù)算法具有應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、通用性較強(qiáng)、所需設(shè)備條件低等優(yōu)點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展與應(yīng)用的普及化，完成迭代運(yùn)算將會(huì)更加簡便、快速，相位恢復(fù)算法定會(huì)有更大的發(fā)展空間，對(duì)基于相位恢復(fù)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(fù)算法在圖像加密中的應(yīng)用，就相位恢復(fù)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(jìn)行了探討和計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)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(jié)合。將待加密的原始圖像分解成三部分，分別通過算法進(jìn)行加密處理轉(zhuǎn)化為3個(gè)相位信息，然后通過相互調(diào)制原理將三個(gè)相位信息存入一個(gè)相位，實(shí)現(xiàn)了單幅圖像的分層加密。
　　為了達(dá)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(fù)算法相結(jié)合。先通過相位恢復(fù)算法將一幅圖像轉(zhuǎn)化為相位信息，再將該相位與另一幅圖像的振幅構(gòu)成一個(gè)復(fù)函數(shù)，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(fù)函數(shù)加密到兩個(gè)相位中，從而實(shí)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(jí)聯(lián)迭代雙相位恢復(fù)算法的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。該方法通過迭代雙相位恢復(fù)算法，將多幅圖像按照不同的密級(jí)順序依次加密到兩個(gè)級(jí)聯(lián)的相位中，從而實(shí)現(xiàn)多幅圖像的分級(jí)加密。圖像的密級(jí)越高，解密時(shí)需要的