• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 16
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩大底验证: 混沌、菲涅耳变换和两步广义相移光学图像加密方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610945882.8

    申请日:

    2016.10.26

    公开号:

    CN106570819A

    公开日:

    2017.04.19

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G06T 1/00申请日:20161026|||公开
    IPC分类号: G06T1/00; G06N7/08 主分类号: G06T1/00
    申请人: 天津大学
    发明人: 唐晨; 苏永钢; 李碧原; 程佳佳; 谷帆
    地址: 300072 天津市南开区卫津路92号
    优先权:
    专利代理机构: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 刘国威
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610945882.8

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.05.17|||2017.04.19

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及图像信息安全和光信息处理技术领域,为可以有效抵抗已知明文攻击和选择明文攻击,且从密钥生成上解决密钥管理和传输问题。本发明采用的技术方案是,混沌、菲涅耳变换和两步广义相移光学图像加密方法,步骤如下:1)密钥生成部分:起主密钥作用的两块随机相位掩模分别由不同混沌参数控制的Henon混沌系统生成;2)图像加密部分:在加密一幅特定的图像前,被第一块混沌随机相位掩模调制后进行光学傅里叶变换,变换后的图像在被第二块混沌随机相位掩模调制后进行光学傅里叶逆变换;3)图像解密部分:得到解密后的图像。本发明主要应用于图像信息安全和光信息处理场合。

    权利要求书

    1.一种混沌、菲涅耳变换和两步广义相移光学图像加密方法,其特征是,步骤如下:
    1)密钥生成部分:起主密钥作用的两块随机相位掩模分别由不同混沌参数控制的
    Henon混沌系统生成,Henon混沌系统的初值和控制参数作为主密钥;物光波长和菲涅耳变
    换距离作为辅助密钥;
    2)图像加密部分:在加密一幅特定的图像前,首先对于Henon混沌系统,设定合适的初
    值和控制参数;选择合适波长的光波作为入射光波和参考光波;设定合适的菲涅耳衍射距
    离。待加密的图像在入射光的照射下进行菲涅耳变换,然后被第一块混沌随机相位掩模调
    制后进行光学傅里叶变换,变换后的图像在被第二块混沌随机相位掩模调制后进行光学傅
    里叶逆变换,在CCD平面,经两次调制和变换后携带图像信息的物光波与参考光波干涉形成
    第一幅全息图;然后,利用相移器使参考光产生任意角度的相移后,再与携带图像信息的物
    光波干涉形成第二幅全息图。利用两幅全息图,得到加密图像;
    3)图像解密部分:将加密后的图像作为解密过程的输入图像,输入图像首先经光学傅
    里叶变换后被第二块混沌随机相位掩模的复共轭调制,然后进行光学傅里叶逆变换,再被
    第一块混沌随机相位掩模的复共轭调制后进行菲涅耳逆变换,得到解密后的图像。
    2.如权利要求1所述的混沌、菲涅耳变换和两步广义相移光学图像加密方法,其特征
    是,一个具体实例中的具体步骤是:
    (1)密钥生成部分:
    加密方法中两块混沌随机相位掩模起主密钥作用,物光波的波长和菲涅耳变换距离起
    辅助密钥作用;Henon混沌系统的离散形式的数学表达式为:
    <mrow> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>x</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>&alpha;x</mi> <mi>n</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>y</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>&beta;x</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>.</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
    其中,控制参数α=1.4和β=0.3时,系统处于混沌状态;xn和yn分别为混沌系统的初值;
    xn+1和yn+1分别为混沌系统的迭代输出值;
    假设要加密的图像的尺寸为M×N个像素,则两块混沌随机相位掩膜的尺寸也是M×N个
    像素。对于由两组不同混沌参数控制的Henon混沌系统,使其迭代(M×N)/2次后,得到两组
    随机数序列X1={x′1,x′2,…,x′(M×N)/2},Y1={y′1,y′2,…,y′(M×N)/2}和X2={x″1,x″2,…,
    x″(M×N)/2},Y2={y″1,y″2,…,y″(M×N)/2};其中,x′1,x′2,…,x′(M×N)/2,y′1,y′2,…,y′(M×N)/2,x
    ″1,x″2,…,x″(M×N)/2和y″1,y″2,…,y″(M×N)/2为混沌系统的输出值,将这两组随机数序列分别
    整合成两个二维矩阵的形式Z1={z′m,n|m=1,2,…,M;n=1,2,…,N}和Z2={z″m,n|m=1,
    2,…,M;n=1,2,…,N},其中z′m,n和z″m,n为二维矩阵的元素,m,n为矩阵元素的坐标,则可以
    得到两块混沌随机相位掩膜,其数学表达式分别为C1(x1,y1)=exp(j2πz′m,n)和C2(x2,y2)=
    exp(j2πz″m,n);其中,(x1,y1)和(x2,y2)分别为两块混沌随机相位掩膜所处位置的坐标,j为
    虚数单位,π为圆周率;
    (2)图像加密部分:
    假设待加密的图像为U0(x0,y0),则经距离为z的菲涅耳衍射后,其数学表达式为:
    <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>U</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>exp</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mn>2</mn> <mi>&pi;</mi> <mi>z</mi> <mo>/</mo> <mi>&lambda;</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>j</mi> <mi>&lambda;</mi> <mi>z</mi> </mrow> </mfrac> <mo>&Integral;</mo> <mo>&Integral;</mo> <msub> <mi>U</mi> <mn>0</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>&times;</mo> <mi>exp</mi> <mrow> <mo>&lsqb;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mi>&pi;</mi> <mrow> <mo>&lsqb;</mo> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mo>&rsqb;</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mi>&lambda;</mi> <mi>z</mi> </mrow> <mo>&rsqb;</mo> </mrow> <msub> <mi>dx</mi> <mn>0</mn> </msub> <msub> <mi>dy</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>,</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
    其中,U1(x1,y1)为第一块混沌随机相位掩膜前携带图像信息的物光波;(x0,y0)为原图
    像的位置坐标;λ为物光波的波长;
    为了方便,将上式重写为如下形式:
    U1(x1,y1)=FrTλ,z[U0(x0,y0)]. (3)
    其中,FrTλ,z[·]表示距离为z的菲涅耳变换;
    经菲涅耳变换后的图像被第一块混沌随机相位掩模调制后进行光学傅里叶变换,变换
    后的图像在被第二块混沌随机相位掩模调制后进行光学傅里叶逆变换,则在CCD平面处携
    带图像信息的物光波的表达式为:

    其中,(x,y)为CCD平面处的位置坐标,A0为物光波的振幅,为物光波的相位,FT{·}表
    示傅里叶变换,IFT{·}表示傅里叶逆变换;
    该物光波与参考光波在CCD平面发生干涉,得到全息图:

    其中,I1为第一幅全息图,Ar为参考光波;
    利用PZT(相移器)使参考光产生任意角度的相移δ,并再次记录两束光的干涉全息图,

    其中,I2为第二幅全息图;
    然后,利用两幅全息图,计算变量a:
    <mrow> <mi>a</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mo>-</mo> <mi>v</mi> <mo>-</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <mn>4</mn> <mi>u</mi> <mi>w</mi> </mrow> </msqrt> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>u</mi> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
    其中,
    u=2(1-cosδ)
    <mrow> <mi>v</mi> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&delta;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>I</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>I</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mn>4</mn> <msubsup> <mi>A</mi> <mi>r</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&delta;</mi> </mrow>
    <mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>w</mi> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>I</mi> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>I</mi> <mn>2</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>I</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>I</mi> <mn>2</mn> </msub> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&delta;</mi> <mo>+</mo> <mn>4</mn> <msubsup> <mi>A</mi> <mi>r</mi> <mn>4</mn> </msubsup> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&delta;</mi> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>I</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>I</mi> <mn>2</mn> </msub> <mi>cos</mi> <mi>&delta;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>I</mi> <mn>2</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&delta;</mi> <mo>+</mo> <mn>4</mn> <msubsup> <mi>A</mi> <mi>r</mi> <mn>4</mn> </msubsup> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&delta;</mi> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
    将a代入下式,得到CCD平面处的复振幅分布为:

    上式的绝对值即是加密后的图像;
    (3)图像解密部分:
    将U(x,y)作为解密过程的输入图像,输入图像首先经光学傅里叶变换后被第二块混沌
    随机相位掩模的复共轭调制,然后进行光学傅里叶逆变换,再被第一块混沌随机相位掩模
    的复共轭调制后进行菲涅耳逆变换,得到解密后的图像

    其中,*为复共轭算符。

    关 键 词:
    混沌 菲涅耳 变换 广义 相移 光学 图像 加密 方法
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:混沌、菲涅耳变换和两步广义相移光学图像加密方法.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-6092838.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03