[發(fā)明專利]利用光偏振態(tài)進行多重圖像加密的方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710040862.7
• 申請日: 2007-05-18
• 公開（公告）號: CN101086811A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧唯兵;何紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: G09C5/00
• 分類號: G09C5/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)圖像加密，特別是一種利用光偏振態(tài)進行多重光學(xué)圖像加密的方法和裝置。

背景技術(shù)

光學(xué)安全技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個很長的時間，最初是將水印和凹版印刷技術(shù)應(yīng)用于貨幣的防偽。但是，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和光探測器CCD的普遍應(yīng)用，普通的全息圖被仿制的現(xiàn)象越來越嚴重。因此，這種防偽技術(shù)失去了防偽和保密功能，給一些企業(yè)、銀行和個人帶來了很大的經(jīng)濟損失。利用光學(xué)信息處理技術(shù)的圖像加密技術(shù)由于其高處理速度、高并行性、高加密維度以及大空間帶寬等各方面的優(yōu)點，在信息安全領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用價值。

利用雙隨機相位板加密光學(xué)圖像信息，已有技術(shù)文獻[P.Refregier，B.Javidi.Optical?image?encryption?based?on?input?plane?and?Fourier?plane?randomencoding[J].Opt.Lett.，1995，20(7)：767-769]報道，可以將原始圖像加密成統(tǒng)計無關(guān)的白噪聲。在這個加密系統(tǒng)中，采用了一個標準的4f光學(xué)處理系統(tǒng)。兩塊隨機相位板分別被放置在輸入面和頻譜面，待加密的原始圖像緊貼輸入面的隨機相位板上。在相干光源的照射下，在輸出面將得到加密后的圖像信息。此加密后的圖像信息可以記錄或者進行光路傳輸。解密過程同樣采用4f光學(xué)處理系統(tǒng)，在頻譜面放置加密時的共軛相位板，在輸出面利用光探測器CCD得到原始的實圖像信息。

在此基礎(chǔ)上，人們又研究和提出了聯(lián)合變換相關(guān)加密技術(shù)。它是將待加密的圖像與隨機相位板并排放置在輸入面，在頻譜面得到加密后的圖像信息。解密過程采用同一塊相位板，在輸出面的特定位置得到解密圖像。但是，這種加密技術(shù)在解密過程中仍然采用了4f光學(xué)處理系統(tǒng)，對解密相位板有很高的定位要求。而且，只能進行單幅圖像的加密和解密操作。

為了改進光學(xué)圖像加密技術(shù)，又提出了其他的加密方法，如全相位加密、分數(shù)傅里葉變換加密及菲涅爾域的光學(xué)圖像加密等等。這些技術(shù)采用光折變晶體來存儲加密后的圖像信息。解密時利用光折變晶體產(chǎn)生的共軛光，從而簡化了解密裝置。但是，這些加密技術(shù)都只對一幅或者幾幅圖像進行加密。而多重圖像加密是光學(xué)圖像加密的一個發(fā)展方向，實現(xiàn)對多重圖像的加密存儲，對加密系統(tǒng)有重要的實際意義。

目前對多重圖像的加密存儲，有利用波長、位移及角度等方法。采用不同波長實現(xiàn)多重圖像的加密，是對不同的原圖像采用不同的波長進行加密，解密時以相應(yīng)的波長得到相應(yīng)的解密圖像。但是這種方法對于大量的圖像存儲會產(chǎn)生背景噪聲，影響解密圖像的質(zhì)量。

利用隨機相位板位移的多重加密技術(shù)，是采用傳統(tǒng)的雙隨機相位編碼加密系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)對其系統(tǒng)中的元件位置有嚴格的要求，當系統(tǒng)中元件有位移時，解密圖像迅速退化。因此，加密和解密時的密匙位置必須嚴格匹配才能得到解密圖像。人們正是利用系統(tǒng)對元件位置的敏感性來實現(xiàn)圖像多重加密的。

目前的許多光學(xué)圖像加密系統(tǒng)，都采用光折變晶體來記錄加密圖像，因為光折變晶體的存儲容量大并且可以產(chǎn)生加密圖像的共軛光，有利于圖像的解密。因此，人們利用光折變晶體旋轉(zhuǎn)一定的角度來實現(xiàn)多重圖像的加密。也就是對不同圖像，記錄在不同旋轉(zhuǎn)角的晶體中，用這種方法可以得到清晰的解密圖像質(zhì)量。

但是，在上述的幾種多重圖像加密技術(shù)中，由于激光器的波長不是連續(xù)可調(diào)的，利用波長進行多重圖像加密，在實用中存在一定的局限性。利用隨機相位模板的位移和記錄晶體的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的多重圖像加密，對于它們在解密時位置精度的要求非常高，不利于實際的應(yīng)用。因此，如何實現(xiàn)快速有效的多重圖像加密是一個需要解決的重要的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用光偏振態(tài)進行多重圖像加密的方法和裝置。該多重圖像加密不用改變激光源波長，也不用對系統(tǒng)元件進行機械移動，就能夠快速地實現(xiàn)對多重圖像的加密。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種利用光偏振態(tài)進行多重圖像加密的方法，該方法包括下列步驟：

(一)加密

①將原始二值強度圖像信息通過二值偏振態(tài)生成器，生成相應(yīng)的二值偏振態(tài)圖像信息，輸入到加密裝置的輸入面；

②將激光器發(fā)出的光經(jīng)過一擴束鏡進行擴束后，通過所述的加密裝置的輸入面，與所述的二值偏振態(tài)圖像信息相互作用，生成攜帶有二值偏振態(tài)圖像信息的線偏振光；