[實用新型]一種雙隨機相位光學彩色圖像加密裝置

無效

• 申請號: 201120006535.1
• 申請日: 2011-01-11
• 公開（公告）號: CN201945812U
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 金偉民;魯丁
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G03H1/12
• 分類號: G03H1/12;G03H1/22;G06T1/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本實用新型屬于光學圖像處理技術領域，具體涉及一種基于聯合分數變換相關器的雙隨機相位光學彩色圖像加密裝置。

背景技術

信息的加密與防偽技術是當今信息安全領域中的重要內容，其中的光學和光電信息加密與防偽技術由于其并行性、高速度和低成本而倍受人們的青睞。隨著計算機的日新月異以及CCD技術、圖像處理方面的軟硬件、激光打印機和掃描儀的飛速發展，使得文字和圖像以及信用卡、證件商標等愈來愈容易被復制，給國家、企業和個人造成巨大損失。盡管自上世紀90年代以來，激光全息產業得到了飛速發展，激光防偽全息標識的應用范圍越來越大，然而，隨著模壓全息制作工藝的普及，加之全息圖可以使用一般的照相技術和數字合成技術進行偽造，因此一般的激光防偽已經不能有效地滿足人們防偽的需要，有些用于安全領域的激光全息防偽標識甚至有被仿冒的危險。由于光學信息處理系統的高度并行性和超快處理速度，使得光學安全技術具有重要的理論意義和應用前景。已有的圖像加密技術有很多，按是否與顏色有關，可以分為基于彩色和基于灰度圖像的加密技術。按實現方式分，可分為計算機圖像加密和光學加密等。計算機圖像加密是指那些只能在計算機上實現的加密技術，如基于離散余弦變換，小波變換，混沌變換，Hartley變換等。光學加密是指基于光學理論或使用光學手段來實現的加密技術，如雙隨機相位編碼加密技術（基于傅里葉變換、分數傅里葉變換。菲涅爾變換等），基于相位恢復算法的光學加密技術，基于聯合變換相關器的光學加密技術等。

圖像是人類獲取信息、表達信息和傳遞信息的重要手段。目前的光學加密技術主要集中在基于灰度圖的加密上，近年來，隨著計算機技術和電子技術的迅猛發展，各種彩色圖像記錄設備、輸出設備日新月異，彩色數字圖像已經成為圖像，甚至整個多媒體信息系統的主流，各種龐大的彩色圖像庫己經建立并廣泛應用于眾多領域。眾所周知，人眼感知的自然界是彩色的，因此對彩色圖像直接進行加密解密更符合人類的感知。近年來有一些學者提出了采用三色激光的三通道彩色圖像加密技術，這些方法操作步驟多、成本高、系統復雜，也有人基于三色光柵提出了幾種光學單通道彩色圖像加密方法。但是至今為止，能夠光學上實現的加密技術還很少，這主要是由于光學加密實驗是一個精密實驗，也因為這個原因使得光學加密具有很高的安全性。采用雙隨機相位加密技術需要在解密過程中制作共軛的隨機相位板，在制作過程中由于工藝限制等因素不可避免的帶來的誤差會造成光學上難以實現光學解密。采用基于相位恢復算法的光學加密技術是從模擬上可以驗證的一種光學加密技術，該技術忽略了實際操作過程中會出現的一些問題，目前也很難達到真正意義上的光學實現。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種基于聯合分數變換相關器的雙隨機相位彩色圖像單通道加密裝置，該方法將聯合功率譜通過全息的方法使用光折變晶體記錄下來。

所述的一種雙隨機相位光學彩色圖像加密裝置，包括光學圖像加密裝置和光學圖像解密裝置，其特征在于所述的光學圖像加密裝置包括氬離子激光器，通過該氬離子激光器激光輸出方向為第一分束棱鏡，所述的第一分束棱鏡將激光分成物光和參考光，沿物光方向依次設有第一擴束準直裝置、電子快門、第一反射鏡、第一相位掩膜板、空間光調制器、第一透鏡；沿參考光方向依次設有第二擴束準直裝置、第二反射鏡、第二相位掩膜板、第二透鏡；所述的第一透鏡的物光和第二透鏡的參考光通過第二分束棱鏡，在LiNbO₃晶體記錄平面相干涉，本實用新型所述的LiNbO₃表示的是鈮酸鋰晶體；

所述的解密裝置包括氬離子激光器，通過該氬離子激光器激光輸出方向依次為第一分束棱鏡、第二擴束準直裝置、第二反射鏡、第二相位掩膜板、第二透鏡、第二分束棱鏡、LiNbO₃晶體記錄平面、第三透鏡、光探測器和電腦；所述的解密后的光場分布可以由光探測器探測后顯示在電腦的顯示屏上；

所述的第二相位掩膜板與第二透鏡之間的光程與LiNbO₃晶體記錄平面和第三透鏡之間的光程相匹配。

所述的一種雙隨機相位光學彩色圖像加密裝置，其特征在于所述的第一擴束準直裝置和第二擴束準直裝置包括顯微物鏡和透鏡。

所述的一種雙隨機相位光學彩色圖像加密裝置，其特征在于所述的LiNbO₃晶體記錄平面中的LiNbO₃晶體為摻有0.1%mol?Fe的LiNbO₃晶體。