[发明专利]一种基于计算全息的多图像加密装置及算法

权利要求书

1.一种基于计算全息的多图像加密装置，其特征在于：所述加密装置包括输入信号面、第一随机相位板RPM1、第二随机相位板RPM2和输出信号面，且从左到右分别代表输入面、变换面和输出面。

2.一种基于计算全息的多图像加密算法，其特征在于：所述第一随机相位板、第二随机相位板分别为exp[j2πδ(x，y)]和exp[j2πε(α，β)]，δ(x，y)和ε(α，β)是均匀分布在[0，1]上的两个独立白噪声序列，平面之间的距离为Z₁和Z₂；加密过程包括以下步骤：待加密图像为f(x，y)，引入波长为λ的入射光垂直照射，放置第一个随机相位板RPM1紧贴输入平面，出射光首先通过第一个随机相位板RPM1加密，经过距离为Z₁的菲涅尔衍射到达∑₁平面通过RPM2的随机相位板加密，再经过距离为Z₂的菲涅尔衍射到达输出平面∑₂，得到加密图像为g(x，y)。

3.根据权利要求2所述的一种基于计算全息的多图像加密算法，其特征在于：加密过程采用如下公式表示，其中Frn代表菲涅尔衍射：

g(x，y)＝Frn{Frn{f(x，y)exp[j2πδ(x，y)]；z1}exp[j2πε(α，β)]；z2}

在菲涅尔衍射的解密过程中，由于菲涅尔变换在光学上不存在，所以取g(x，y)得共轭来进行解密，g^*(x，y)为g(x，y)的共轭，加密与解密的装置一样，只是方向相反，g^*(x，y)经过两次解密后的图像为：

f(x，y)exp[j2πδ(x，y)]＝Frn{Frn[g^*(x，y)；z2]exp[j2πε(α，β)]；z1}

由于f(x，y)是实函数，所以能够用CCD获得图像的光强|f(x，y)|2。

4.根据权利要求2所述的一种基于计算全息的多图像加密算法，其特征在于：还包括Arnold置乱加密，其中，Arnold变换的矩阵表示式为：

x′y′=1112xymod(N)]]>

(x′，y′)是图像中(x，y)的像素变换后的新的位置，x、y为图像的像素坐标x、y∈{0，1，2…N-1}，N为矩阵的维数，反复的进行此变换，即可得到置乱的图像。