[發明專利]基于二維碼的光學信息隱藏方法及系統

有效

• 申請號: 202110609157.4
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113253452B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 史祎詩;盧哲;呂文晉;祝玉鵬;楊棟宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院大學
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G06K19/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種基于二維碼的光學信息隱藏方法，其特征在于，所述方法包括：

根據待隱藏信息生成待隱藏二維碼，并設定光學系統參數；所述光學系統參數包括入射光波長、隨機相位板之間的間距、隨機相位板與輸出像面的間距；

結合所述待隱藏二維碼與所述光學系統參數，通過相位恢復迭代算法對多個隨機相位板進行設計得到多個設計好的相位板，將所述待隱藏二維碼隱藏至所述多個設計好的相位板中，完成對所述待隱藏信息的隱藏；

所述通過相位恢復迭代算法對多個隨機相位板進行設計得到多個設計好的相位板包括：

依次排列多個隨機相位板，根據所述待隱藏二維碼對多個所述隨機相位板的相位進行多次約束，得到多個設計好的相位板；

所述根據所述待隱藏二維碼對多個所述隨機相位板的相位進行多次約束包括：

使入射光依次經過多個所述隨機相位板后衍射到輸出像面，得到第一入射光；

使用所述待隱藏二維碼的振幅替換所述第一入射光的振幅，得到第二入射光；

將所述第二入射光由所述輸出像面逆衍射，反向經過多個所述隨機相位板，對多個所述隨機相位板的相位進行修正，得到多個當前次相位板；

判斷是否達到終止條件，若是，則將多個所述當前次相位板作為設計好的相位板，否則，將多個所述當前次相位板作為新的隨機相位板，返回“使入射光依次經過多個所述隨機相位板后衍射到輸出像面，得到第一入射光”的步驟；

所述根據待隱藏二維碼對所述多個隨機相位板的相位進行多次約束還包括：若所述待隱藏二維碼為多個，則使用一待隱藏二維碼對所述多個隨機相位板的相位進行修正后，將所有所述隨機相位板皆旋轉相同的角度后，使用另一未進行約束的待隱藏二維碼再次對所述多個隨機相位板的相位進行修正，直至所有所述待隱藏二維碼皆參與過約束過程，得到多個所述當前次相位板。

2.根據權利要求1所述的一種基于二維碼的光學信息隱藏方法，其特征在于，所述對多個所述隨機相位板的相位進行修正包括：

以所述入射光經過所述多個隨機相位板的順序依次將所述多個隨機相位板命名為第一隨機相位板至第N隨機相位板，所述N為正整數；

根據所述第二入射光的振幅與所述第一入射光經過所述第N隨機相位板前的振幅對所述第N隨機相位板的相位進行修正；

根據所述第N隨機相位板的相位與所述第一入射光經過第N-1隨機相位板前的振幅對所述第N-1隨機相位板的相位進行修正，直至修正所有的所述隨機相位板。

3.根據權利要求1所述的一種基于二維碼的光學信息隱藏方法，其特征在于，所述終止條件包括：

根據當前次相位板得到當前次恢復二維碼；

計算所述當前次恢復二維碼與所述待隱藏二維碼的相關系數，若所述相關系數在預設閾值范圍內，則視為滿足所述終止條件，否則為不滿足所述終止條件。

4.根據權利要求3所述的一種基于二維碼的光學信息隱藏方法，其特征在于，所述計算所述當前次恢復二維碼與所述待隱藏二維碼的相關系數包括：

其中，g_{r_1}表示當前次恢復二維碼，g₁表示待隱藏二維碼，代表波長為λ，傳播距離為z₁時的傅里葉變換，代表波長為λ，傳播距離為z₂時的傅里葉變換，和表示修正后的相位板的相位，cov(g_{r_1},g₁)為g_{r_1}與g₁之間的互協方差，和代表標準差，Co(g_{r_1},g₁)為相關系數。

5.根據權利要求1所述的一種基于二維碼的光學信息隱藏方法，其特征在于，在確定待隱藏二維碼，設定光學系統參數之后，還包括使用隨機數生成器生成隨機分布函數作為隨機相位板的相位初始值。

6.根據權利要求1所述的一種基于二維碼的光學信息隱藏方法，其特征在于，得到設計好的相位板后，使用所述設計好的相位板對所述待隱藏二維碼進行恢復，使入射光依次通過所述設計好的相位板得到恢復出的二維碼圖像，得到恢復出的二維碼圖像后，對所述恢復出的二維碼圖像進行閾值化處理，得到更加清晰的二維碼圖像。

7.一種基于二維碼的光學信息隱藏系統，其特征在于，所述系統采用如權利要求1-6任一項所述的光學信息隱藏方法，所述系統包括：

多個相位板，所述相位板排列于光軸上，相鄰兩所述相位板之間間隔固定距離，且所述相位板相對于光軸的旋轉角可調；

光波發生裝置，置于光路起始點，用于使光波穿過多個所述相位板，對多個所述相位板進行設計。