1、信息安全中的圖像加密技術(shù)的研究是一項(xiàng)國際前沿課題,具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值,其研究成果可以直接應(yīng)用到防偽與安全驗(yàn)證當(dāng)中,不僅具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值以及廣闊的發(fā)展前景,而且具有重大的社會和經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)可以推動(dòng)我國信息科學(xué)在相關(guān)領(lǐng)域中的發(fā)展。
　　 日常生活中,我們接觸到的大都是彩色圖像,彩色圖像更符合人類的直接感知。本文對分?jǐn)?shù)傅里葉變換的理論,彩色圖像的顏色模型和顏色變換進(jìn)行了簡單的介紹,并分析了現(xiàn)有的幾種常見彩色圖像加密技術(shù)。結(jié)合分?jǐn)?shù)傅

2、里葉變換提出了幾種彩色圖像單通道加密技術(shù),主要的研究內(nèi)容如下:
　　 1.提出了一種基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換和相位恢復(fù)算法的彩色圖像加密技術(shù),給出了相應(yīng)的光學(xué)實(shí)現(xiàn)方法。我們可以將彩色圖像的紅綠藍(lán)分量作為一幅聯(lián)合圖來處理,充分利用了光學(xué)信息處理系統(tǒng)的并行處理特性,達(dá)到了并行處理的目的。模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性,在少量的幾次迭代后就可以找到非常好的近似精確解,并分析了該加密方法的安全性。
　　 2.提出了一種基于聯(lián)合分?jǐn)?shù)變換相

3、關(guān)器和相位恢復(fù)算法的彩色圖像加密技術(shù),該技術(shù)采用了聯(lián)合分?jǐn)?shù)變換相關(guān)器結(jié)構(gòu),在分?jǐn)?shù)頻譜平面使用一個(gè)振幅型空間光調(diào)制器加上緊貼之后的一個(gè)相位型空間光調(diào)制器,可以達(dá)到對聯(lián)合圖同時(shí)進(jìn)行處理的目的。模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性,算法的計(jì)算流程比較復(fù)雜,設(shè)計(jì)靈活性大,密鑰空間大,在不知道相位密鑰分布的情況下,很難通過盲目反卷積運(yùn)算來恢復(fù)加密圖像。該方法有一個(gè)不足之處,那就是輸入面的相位分布和分?jǐn)?shù)階次P1對解密結(jié)果的作用不大,安全性主要依賴于分?jǐn)?shù)頻譜

4、面相位分布和分?jǐn)?shù)階次P2,這在一定程度上降低了系統(tǒng)的安全性。
　　 3.針對上述方法進(jìn)行改進(jìn),提出了一種基于聯(lián)合分?jǐn)?shù)變換相關(guān)器和相位恢復(fù)算法的全相位彩色圖像加密技術(shù),該技術(shù)通過一種非線性變換將聯(lián)合分?jǐn)?shù)功率譜轉(zhuǎn)換為相位分布,使得頻譜分布更加均勻化,很好的改善了分?jǐn)?shù)頻譜面相位分布和分?jǐn)?shù)階次P2占主導(dǎo)地位的情況。并且由于將聯(lián)合分?jǐn)?shù)功率譜轉(zhuǎn)換成了相位分布,在分?jǐn)?shù)頻譜平面只需要一個(gè)相位型空間光調(diào)制器就可以滿足解密條件,在保證安全性的前提下

5、簡化了系統(tǒng),降低了系統(tǒng)的成本,同時(shí)也可以避免前一種方法在實(shí)際使用中當(dāng)兩個(gè)空間光調(diào)制器并排放置時(shí),中間不可避免存在的空隙所帶來的一些相位誤差所引起解密圖像質(zhì)量降低的現(xiàn)象。
　　 4.目前的光學(xué)加密技術(shù)研究絕大部分采用計(jì)算機(jī)模擬的手段,采用光學(xué)實(shí)驗(yàn)手段研究的文獻(xiàn)非常少見,這不利于光學(xué)加密技術(shù)的實(shí)用化,制約了光學(xué)加密技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。光學(xué)信息處理系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)相比的優(yōu)勢在于其速度快、高度并行處理特性等,計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)是無法體現(xiàn)這

6、些特性的,特別是在處理海量信息的時(shí)候,光學(xué)信息處理系統(tǒng)比計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)更能體現(xiàn)優(yōu)越性。針對這種現(xiàn)狀,我們提出了一種基于聯(lián)合分?jǐn)?shù)變換相關(guān)器的雙隨機(jī)相位彩色圖像加密技術(shù),并開展了實(shí)驗(yàn)研究。介紹了該加密系統(tǒng)的光路,以及光路中各器件參數(shù)的選擇,通過相關(guān)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,該方法可以很好的實(shí)現(xiàn)單通道彩色圖像加密。該方法使用光折變晶體材料來記錄聯(lián)合分?jǐn)?shù)功率譜,作為加密結(jié)果。分?jǐn)?shù)階次不正確或者相位掩膜不正確都不能得到正確的原始圖像,并且由于充分利用了分?jǐn)?shù)