基于計(jì)算鬼成像的光學(xué)加密和數(shù)字水印方法研究.pdf

1、鬼成像是基于空間強(qiáng)度關(guān)聯(lián)獲取物體信息的一種新型成像方法，隨著計(jì)算鬼成像的提出和實(shí)現(xiàn)，鬼成像的應(yīng)用得到了極大地拓展。鬼成像與其它技術(shù)相結(jié)合，不僅充分利用了已有技術(shù)的特點(diǎn)，如光學(xué)加密技術(shù)的高速處理和多維度隱藏信息特點(diǎn)以及數(shù)字水印的高隱藏性，又具備了鬼成像的非定域特性，具有重要意義。因此，論文研究基于計(jì)算鬼成像的光學(xué)加密和數(shù)字水印方法具有重要的參考價(jià)值。
　　論文首先在對(duì)計(jì)算鬼成像以及QR編碼的研究基礎(chǔ)上，考慮到QR編碼的特性，提出了一

2、種基于QR編碼的計(jì)算鬼成像光學(xué)加密方法。方法中，Alice首先生成N個(gè)隨機(jī)的相位掩膜并將其分享給Bob，原始圖像信息首先被Alice編碼成QR二維碼圖像，然后利用計(jì)算鬼成像系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行加密，Alice測(cè)量與N個(gè)隨機(jī)相位掩膜相對(duì)應(yīng)的透射光場(chǎng)總強(qiáng)度值并將其發(fā)送給Bob。Bob利用隨機(jī)相位掩膜以及與之相對(duì)應(yīng)的桶探測(cè)器測(cè)量值通過(guò)計(jì)算鬼成像重構(gòu)方法恢復(fù)出QR二維碼圖像，最后使用QR解碼APP解碼二維碼圖像得到原始保密信息。數(shù)值仿真結(jié)果表明，合法用

3、戶能夠無(wú)失真的得到原始保密信息，而對(duì)于非法竊聽(tīng)者，即使竊取超過(guò)60％的數(shù)據(jù)也難以獲得任何信息。
　　隨后，考慮到壓縮感知技術(shù)可以用少量的測(cè)量數(shù)據(jù)獲得物體成像，提出了一種基于壓縮感知的QR編碼計(jì)算鬼成像光學(xué)加密方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和仿真進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析和數(shù)值仿真結(jié)果吻合，這證明了本方案的實(shí)用性，極大的減少了恢復(fù)圖像所需要的數(shù)據(jù)量以及恢復(fù)時(shí)間，提高了二維碼圖像的恢復(fù)質(zhì)量，為基于QR編碼計(jì)算鬼成像的光學(xué)加密方案走向?qū)嵱没瘎?chuàng)造了條件

4、。
　　最后，隨著數(shù)字水印在版權(quán)保護(hù)以及保密通信領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，對(duì)水印的安全性提出了更高的要求，論文給出了一種基于計(jì)算鬼成像的數(shù)字水印方案。方案中，首先利用計(jì)算鬼成像對(duì)水印圖片進(jìn)行加密處理，生成N個(gè)相位掩膜作為秘鑰并將桶探測(cè)器測(cè)量得到的N個(gè)強(qiáng)度值組成一個(gè)二值矩陣，然后將其作為新的水印嵌入載體圖片中。合法用戶通過(guò)秘鑰和關(guān)聯(lián)恢復(fù)算法能夠正確提取水印圖片。數(shù)值仿真結(jié)果表明本方案具有很高的安全性，即使在非法用戶竊取部分秘鑰的情況下也很難從