[发明专利]基于级联解密相位模板与二值加密相位模板的多三维物体加解密方法

权利要求书

1.基于级联解密相位模板与二值加密相位模板的多三维物体加解密方法，其特征在于：其包括加密步骤和解密步骤，具体如下:

加密步骤：

S1-1，首先从记录各个三维物体的相移数字全息图提取复信号形式表示的三维物体信息；

S1-2，然后将各个三维物体的相位函数相乘形成包含多个三维物体相位信息的复合光波信号，该复合光波相位信号再乘以一个随机相位函数，形成包含多个三维物体相位信息的噪声形式的复合光波信号；

S1-3，将该复合光波的相位函数S(x,y)作二值化相位处理，该二值化相位函数用作公用的加密相位模板；

S1-4，在虚拟光路的特定平面放置公用二值加密相位模板及第一与第二解密相位模板，用相位恢复算法获得第一解密相位模板D1，并由获得的第一解密相位模板及二值加密相位模板计算产生第二解密相位模板D2；

解密步骤：

S2-1，搭建虚拟光路，在虚拟光路的特定平面分别放置级联结构公用二值加密相位模板及用于解密三维物体所对应的第一和第二解密相位模板；

S2-2，计算平行光照射下虚拟光路中特定观测面的衍射像，获得原始三维物体重建像；

S2-3，改变第一和第二解密相位模板对，获得各三维物体重建像。

2.根据权利要求1所述的基于级联解密相位模板与二值加密相位模板的多三维物体加解密方法，其特征在于：步骤S1-1中相移数字全息术中CCD平面所记录的全息图表示为：

其中α表示相移，分别取0，-π，

是CCD平面的参考光波；

CCD平面三维物体的衍射光波从四幅不同相位的数字全息图中计算获得：

其中A表示幅度，表示相位。

3.根据权利要求2所述的基于级联解密相位模板与二值加密相位模板的多三维物体加解密方法，其特征在于：步骤S1-2中复合光波信号S(x,y)用公式(6)表示：

4.根据权利要求1所述的基于级联解密相位模板与二值加密相位模板的多三维物体加解密方法，其特征在于：步骤S1-3中将复合光波的相位函数S(x,y)作二值相位处理，将二值相位函数用作公用二值加密相位模板，即加密相位模板E＝exp(jbin(ang(S)))，其中，函数ang()表示取相位，bin()表示二值化处理。

5.根据权利要求1所述的基于级联解密相位模板与二值加密相位模板的多三维物体加解密方法，其特征在于：步骤S1-4中加入二值加密相位模板的相位恢复算法产生第一解密相位模板的步骤如下：

S1-4-1，第一解密相位模板所在的观测面P₁的相位信号初始设置为随机相位信号；

S1-4-2，计算波长为λ，距离为z₁的菲涅尔衍射正变换，获得P₂观测面的衍射光波复信号；

S1-4-3，P₂观测面的衍射光波复信号乘以二值相位加密相位模板E后计算波长为λ，距离为z₂的菲涅尔衍射正变换获得P₃观测面的衍射光波信号，P₃观测面的衍射光波信号的幅度用对应于第i个三维物体的幅度信号g_i(x,y)替代，保留相位，得到经幅度约束后的衍射光波信号；

S1-4-4，对经幅度约束后的信号计算距离为z₂的菲涅尔逆衍射得到观测面P₂的复振幅信号；该复振幅信号乘以二值加密相位模板E的共轭后计算距离为z₁的菲涅尔衍射逆变换获得P₁平面的衍射光波信号；

S1-4-5，P₁平面的衍射光波信号的幅度约束为1，保留相位，得到经幅度约束后的物平面复信号；

S1-4-6，该复信号作为下一次初始物波函数重新迭代，直至算法收敛或达到迭代次数；将所获得的P₁平面的光波信号作为第一解密相位模板D₁。