[发明专利]一种基于光学透镜的图像加密物理光学系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于光学透镜的图像加密物理光学系统及方法，该系统包括：沿光轴方向依次设置的转换透镜L₁和N组过滤加密组件；每一组过滤加密组件沿光轴方向依次包括：光学滤波器和透镜；待加密的图像经转换透镜L₁聚焦入射到N组过滤加密组件，经每一组过滤加密组件进行层层过滤和传播，输出综合频谱图像，实现图像加密。本系统最终输出的加密图像信息中，周围环境信息和人的具体样貌信息均被过滤掉，最后仅保留人的轮廓，从该轮廓中获得人的动作、姿态等信息，并进行行为判断、活动捕捉，判断该区域内的人是否存在异常。从而实现了从图像采集源头进行数据信息过滤与加密，且该过程不可逆，从根本上解决了隐私保护问题。

技术领域

本发明涉及计算机及光学技术领域，特别涉及一种基于光学透镜的图像加密物理光学系统及方法。

背景技术

在互联网时代，物联网遍布生活的方方面面，使得人们可以实时进行监控，实时获取信息。摄像头的广泛使用使得人人都可以实时且有效的获取某时间某场景下的现场状况，以便根据现场情况做出相应的举措。公共场所下的视频监控为社会安全提供了强有力的保障，但将监控应用在某些私人领域，隐私保护技术、隐私泄露等方面的安全问题隐患便成了亟需注意且需要得到解决的问题。

现有的视频采集技术均是首先通过摄像头进行视频或图像采集，然后通过图像处理、图像加密等手段将图片重点信息抹去从而达到隐私保护的效果。但这种方式，本质上摄像头仍然采集了所有信息，从图像信息获取到图像信息传递给数据处理端的这一过程上仍然存在着隐私泄露的安全隐患。

因此，在现有图像加密系统的基础上，如何提供一种基于光学透镜的图像加密物理光学系统及方法，以解决从图像信息采集到图像信息处理这一过程中存在的隐私泄露的问题，成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种至少解决上述部分技术问题的基于光学透镜的图像加密物理光学系统及方法，该系统可从图像信息采集源头进行数据过滤与加密，从根本上解决隐私泄露问题。

本发明实施例提供一种基于光学透镜的图像加密物理光学系统，包括：沿光轴方向依次设置的转换透镜L₁和N组过滤加密组件；每一组过滤加密组件沿光轴方向依次包括：光学滤波器和透镜；

待加密的图像经所述转换透镜L₁聚焦入射到N组过滤加密组件，经每一组过滤加密组件进行层层过滤和传播，输出综合频谱图像，实现图像加密。

进一步地，所有每一组过滤加密组件中的光学滤波器和透镜等间隔距离设置；所述距离与所述透镜的焦距相同。

进一步地，待加密的图像经所述转换透镜L₁聚焦，为进行一次傅里叶变换，输出光信号，变换公式如下：

A为由转换透镜L₁引起的相位延迟，A＝exp[-jknD₀]，k为整数常数，n为转换透镜L₁折射率，D₀为转换透镜L₁厚度，j为傅里叶变换的复数项；

f为转换透镜L₁的焦距，x₁为转换透镜L₁前焦平面的x轴坐标，y₁为转换透镜L₁前焦平面的y轴坐标；

f_x为x轴方向上的空间频率，f_y为y轴方向上的空间频率，C为比例常数，x_f为转换透镜L₁后焦平面的x轴坐标，y_f为转换透镜L₁后焦平面的y轴坐标，λ为光的波长。

进一步地，所述光信号经过第N组过滤加密组件中的透镜，为进行空间坐标反演的傅里叶变换，输出综合频谱图像，变换公式如下：