[实用新型]一种双随机相位光学彩色图像加密装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光学图像处理技术领域，具体涉及一种基于联合分数变换相关器的双随机相位光学彩色图像加密装置。

背景技术

信息的加密与防伪技术是当今信息安全领域中的重要内容，其中的光学和光电信息加密与防伪技术由于其并行性、高速度和低成本而倍受人们的青睐。随着计算机的日新月异以及CCD技术、图像处理方面的软硬件、激光打印机和扫描仪的飞速发展，使得文字和图像以及信用卡、证件商标等愈来愈容易被复制，给国家、企业和个人造成巨大损失。尽管自上世纪90年代以来，激光全息产业得到了飞速发展，激光防伪全息标识的应用范围越来越大，然而，随着模压全息制作工艺的普及，加之全息图可以使用一般的照相技术和数字合成技术进行伪造，因此一般的激光防伪已经不能有效地满足人们防伪的需要，有些用于安全领域的激光全息防伪标识甚至有被仿冒的危险。由于光学信息处理系统的高度并行性和超快处理速度，使得光学安全技术具有重要的理论意义和应用前景。已有的图像加密技术有很多，按是否与颜色有关，可以分为基于彩色和基于灰度图像的加密技术。按实现方式分，可分为计算机图像加密和光学加密等。计算机图像加密是指那些只能在计算机上实现的加密技术，如基于离散余弦变换，小波变换，混沌变换，Hartley变换等。光学加密是指基于光学理论或使用光学手段来实现的加密技术，如双随机相位编码加密技术（基于傅里叶变换、分数傅里叶变换。菲涅尔变换等），基于相位恢复算法的光学加密技术，基于联合变换相关器的光学加密技术等。

图像是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。目前的光学加密技术主要集中在基于灰度图的加密上，近年来，随着计算机技术和电子技术的迅猛发展，各种彩色图像记录设备、输出设备日新月异，彩色数字图像已经成为图像，甚至整个多媒体信息系统的主流，各种庞大的彩色图像库己经建立并广泛应用于众多领域。众所周知，人眼感知的自然界是彩色的，因此对彩色图像直接进行加密解密更符合人类的感知。近年来有一些学者提出了采用三色激光的三通道彩色图像加密技术，这些方法操作步骤多、成本高、系统复杂，也有人基于三色光栅提出了几种光学单通道彩色图像加密方法。但是至今为止，能够光学上实现的加密技术还很少，这主要是由于光学加密实验是一个精密实验，也因为这个原因使得光学加密具有很高的安全性。采用双随机相位加密技术需要在解密过程中制作共轭的随机相位板，在制作过程中由于工艺限制等因素不可避免的带来的误差会造成光学上难以实现光学解密。采用基于相位恢复算法的光学加密技术是从模拟上可以验证的一种光学加密技术，该技术忽略了实际操作过程中会出现的一些问题，目前也很难达到真正意义上的光学实现。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于联合分数变换相关器的双随机相位彩色图像单通道加密装置，该方法将联合功率谱通过全息的方法使用光折变晶体记录下来。

所述的一种双随机相位光学彩色图像加密装置，包括光学图像加密装置和光学图像解密装置，其特征在于所述的光学图像加密装置包括氩离子激光器，通过该氩离子激光器激光输出方向为第一分束棱镜，所述的第一分束棱镜将激光分成物光和参考光，沿物光方向依次设有第一扩束准直装置、电子快门、第一反射镜、第一相位掩膜板、空间光调制器、第一透镜；沿参考光方向依次设有第二扩束准直装置、第二反射镜、第二相位掩膜板、第二透镜；所述的第一透镜的物光和第二透镜的参考光通过第二分束棱镜，在LiNbO₃晶体记录平面相干涉，本实用新型所述的LiNbO₃表示的是铌酸锂晶体；

所述的解密装置包括氩离子激光器，通过该氩离子激光器激光输出方向依次为第一分束棱镜、第二扩束准直装置、第二反射镜、第二相位掩膜板、第二透镜、第二分束棱镜、LiNbO₃晶体记录平面、第三透镜、光探测器和电脑；所述的解密后的光场分布可以由光探测器探测后显示在电脑的显示屏上；

所述的第二相位掩膜板与第二透镜之间的光程与LiNbO₃晶体记录平面和第三透镜之间的光程相匹配。

所述的一种双随机相位光学彩色图像加密装置，其特征在于所述的第一扩束准直装置和第二扩束准直装置包括显微物镜和透镜。

所述的一种双随机相位光学彩色图像加密装置，其特征在于所述的LiNbO₃晶体记录平面中的LiNbO₃晶体为掺有0.1%mol Fe的LiNbO₃晶体。