[發(fā)明專(zhuān)利]基于相位優(yōu)化和稀疏約束的可認(rèn)證純相位全息圖生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110067814.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112765624B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪小剛;王雯琦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F21/60
• 分類(lèi)號(hào): G06F21/60
• 代理公司: 杭州萬(wàn)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33294
• 代理人: 丁海華;萬(wàn)珠明

1.基于相位優(yōu)化和稀疏約束的可認(rèn)證純相位全息圖生成方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1:選取三張圖像分別作為隱藏圖像、參考圖像和宿主圖像，利用相位優(yōu)化分別生成隱藏圖像、參考圖像和宿主圖像對(duì)應(yīng)的純相位全息圖；

S2:將隱藏圖像及參考圖像對(duì)應(yīng)的純相位全息圖分別進(jìn)行二次相位優(yōu)化，分別得到優(yōu)化后純相位全息圖，然后對(duì)優(yōu)化后純相位全息圖進(jìn)行稀疏處理，得到密鑰Key1和Key2，再將密鑰Key1和Key2的相位信息嵌入宿主圖像的純相位全息圖中且固定不變，再對(duì)宿主圖像的純相位全息圖進(jìn)行二次相位優(yōu)化，得到最終的可認(rèn)證純相位全息圖；

利用二進(jìn)制掩碼R₁對(duì)隱藏圖像優(yōu)化后的純相位全息圖進(jìn)行稀疏約束之后得到密鑰Key1，即Key1＝R₁·holo₁；利用二進(jìn)制掩碼R₂對(duì)參考圖像優(yōu)化后的純相位全息圖進(jìn)行稀疏約束之后得到密鑰Key2，即Key 2＝R₂·holo₂；其中，R₂的設(shè)定范圍在R₁保留像素之外的其他像素中，保證二者不覆蓋。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相位優(yōu)化和稀疏約束的可認(rèn)證純相位全息圖生成方法，其特征在于：所述步驟S1中的相位優(yōu)化方法的具體過(guò)程如下：

(i)選定符合大小的相位片，確定相對(duì)應(yīng)的空白矩形窗口|A₀|＝1，同時(shí)乘以一個(gè)[0，2π]范圍的隨機(jī)相位組成輸入光場(chǎng)

(ii)將輸入光場(chǎng)進(jìn)行逆菲涅耳變換得到函數(shù)用一個(gè)常數(shù)1來(lái)代替函數(shù)a_q中的幅度分量得到函數(shù)a_q′，然后對(duì)函數(shù)a_q′進(jìn)行菲涅耳變換得到函數(shù)并用初始幅度分量替換A_q′計(jì)算得到的近似值，替換后繼續(xù)進(jìn)行逆菲涅耳變換，重復(fù)這個(gè)迭代循環(huán)；

其中，菲涅耳變換用如下公式來(lái)表示：

其中(x,y)和(x′,y′)分別表示輸入平面和輸出平面的坐標(biāo)，λ為照明波長(zhǎng)，z為菲涅耳衍射傳播距離；FrT代表菲涅爾變換；j為虛數(shù)；k為波數(shù)；

(iii)在第q-1次(q＝2,3,4...)迭代運(yùn)算能夠生成第q次迭代運(yùn)算所需要相位片隨后提取目標(biāo)平面上的相位，并只保留與相位片大小相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，將其鋪滿(mǎn)整個(gè)圖像平面得到一個(gè)周期性的相位模板γ_t；此時(shí)，振幅用目標(biāo)圖像振幅|A_t|替換，進(jìn)行一次逆菲涅耳變換得到a_t＝IFrT{|A_t|exp(iγ_t)}，保留其相位，即為所求的純相位全息圖

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于相位優(yōu)化和稀疏約束的可認(rèn)證純相位全息圖生成方法，其特征在于：所述步驟S2中的二次相位優(yōu)化方法的具體過(guò)程如下：

(i)將純相位全息圖a_r乘以焦距為f的會(huì)聚球面波l，然后進(jìn)行距離為d₁的菲涅耳變換得到函數(shù)將所得結(jié)果舍棄振幅分量，并乘以一個(gè)二元濾鏡掩膜m得到函數(shù)U_p′，再進(jìn)行逆菲涅耳變換得到函數(shù)

(ii)將函數(shù)u_p乘以發(fā)散球面波l₁得到w_p，然后進(jìn)行距離為z的序列菲涅耳變換得到在圖像平面保留相位且振幅用目標(biāo)圖像振幅|A_t|替換，再進(jìn)行逆菲涅耳變換得到重復(fù)這個(gè)迭代循環(huán)；

其中，序列菲涅耳衍射變換用如下公式來(lái)進(jìn)行表示：

；

其中(x″,y″)表示濾波平面的坐標(biāo)；

(iii)在第p-1次(p＝2,3,4...)迭代運(yùn)算生成第p次迭代運(yùn)算所需要純相位全息圖，即退出循環(huán)，完成二次相位優(yōu)化。