[实用新型]结合二维混沌和约束优化算法的级联菲涅耳全息加密系统

说明书

技术领域

本实用新型属于信息安全和光信息处理技术领域，尤其涉及一种结合二维混沌和约束优化算法的级联菲涅耳全息加密系统。

背景技术

数字图像作为当前最流行的多媒体形式之一，在政治、经济、军事、教育等领域有着广泛的应用。在互联网技术高度发达的今天，如何保护数字图像免遭篡改、非法复制和传播具有重要的实际意义。对图像加密技术的研究已成为当前信息安全领域的热点之一。由于光学信息处理技术具有高处理速度、高并行度、能快速实现卷积和相关运算等优点，近年来，利用光学方法进行数字图像加密引起了人们的极大兴趣(见参考文献[1])。在光学图像加密技术中，最具有代表性的是Javidi等提出的基于光学4f系统的双随机相位编码方法(见参考文献[2])。该技术开辟了光学图像加密的新领域，基于该技术诞生了一大批光学加密新方法和新技术(见参考文献[3])。然而，大多数基于双随机相位编码方法的光学图像加密技术中，存在如下问题：1)加密后的图像为复数形式，不便于直接记录(见参考文献[4])系统的加密密钥为图像尺寸的混沌随机相位掩膜，因此，密钥管理和传输不便(见参考文献[5])不能加密动态视频(见参考文献[6])。

参考文献：

[1]O.Matoba,T.Nomura,E.Perez-Cabre,M.Millan,and B.Javidi,Optical techniques for information security,Proceedings of IEEE 2009,97:1128-1148。

[2]P.Réfrégier and B.Javidi,Optical image encryption based on input plane and Fourier plane random encoding,Opt.Lett.,1995,20:767-769。

[3]S.Liu,C.Guo,and J.T.Sheridan,A review of optical image encryption techniques,Optics&Laser Technology,2014,57:327-342。

[4]W.Chen,B.Javidi and X.Chen,Advances in optical security systems,Advances in Optics and Photonics,2014,6:120-155。

[5]L.Sui,K.Duan and J.Liang,Double-image encryption based on discrete multiple-parameter fractional angular transform and two-coupled logistic maps,Opt.Commun.,2015,343:140-149。

[6]F.Mosso,M.Tebaldi,J.F.Barrera,N.Bolognini,and R.Torroba,Pure optical dynamical color encryption,Opt.Express,2011,19:13779-13786。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种结合二维混沌和约束优化算法的级联菲涅耳全息加密系统，主要从光学系统上解决了加密图像为复数形式不便直接记录的问题，从恢复算法上解决了不能加密动态视频的问题，以及从密钥生成方法上解决了密钥管理和传输的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的结合二维混沌和约束优化算法的级联菲涅耳全息加密系统，由系统本体构成，所述系统本体包括沿水平光路依次设置的激光器、空间滤波器、透镜、第一分束镜和第一反射镜，所述第一分束镜下端设置有第二反射镜，所述第一反射镜下端设置有第二分束镜，所述第二反射镜和第二分束镜之间设置有混沌随机相位掩膜，所述第二分束镜另一侧设置有电荷耦合器件相机。

所述第一分束镜、第一反射镜和第二反射镜彼此间相互平行设置，所述第一反射镜、第二分束镜和第二反射镜彼此间相互平行设置。

所述第二反射镜、混沌随机相位掩膜、第二分束镜和电荷耦合器件相机沿同一条水平光路设置。

所述混沌随机相位掩膜由随机相位板构成。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：