[发明专利]三维信息光学加密系统和方法

摘要

一种三维信息光学加密系统和方法，所述系统一套加密装置和一套解密装置，所述方法首先采用结构光投影编码系统将待加密物体的三维信息编码至二维光学条纹图像中，然后通过双随机相位编码系统增强二维光学条纹图像的安全性。本发明可以有效实现物体的三维信息加密，并可以扩大加密物体的大小范围。

主权项

一种三维信息光学加密系统，包括一套加密装置和一套解密装置,其特征在于：所述的加密装置包括投影系统（1）、参考平面（2）、第一CCD摄像机（3）、计算机（4）、第一空间光调制器（5）、第二空间光调制器（6）、第一透镜（7）、第三空间光调制器（8）、第二透镜（9）、第二CCD摄像机（10）、第一光源（11）和第二光源（12）；所述的解密装置包括、第三透镜（14）、第五空间光调制器（15）、第四透镜（16）、第六空间光调制器（17）、第三CCD摄像机（18）、第三光源（19）和第四光源（20）；所述的第一透镜（7）、第二透镜（9）、第三透镜（14）和第四透镜（16）结构相同，所述的第一光源（11）、第二光源（12）、第三光源（19）和第四光源（20）结构相同，所述的投影系统（1）、第一CCD摄像机（3）、第一空间光调制器（5）、第二空间光调制器（6）、第三空间光调制器（8）、第二CCD摄像机（10）、第四空间光调制器（13）、第五空间光调制器（15）、第六空间光调制器（17）和第三CCD摄像机（18）与所述的计算机（4）相连；所述的参考平面（2）在投影系统（1）的投影范围内并在第一CCD摄像机（3）的视场内，所述的投影系统（1）的光轴和第一CCD摄像机（3）光轴的夹角在20°～60°之间，所述的投影系统（1）、参考平面（2）和第一CCD摄像机（3）组成结构光投影编码系统，所述的第一空间光调制器（5）、第二空间光调制器（6）、第一透镜（7）、第三空间光调制器（8）、第二透镜（9）和第二CCD摄像机（10）依次组成加密4f系统，称为双随机相位编码系统，第一空间光调制器（5）为该4f系统的输入端，第二CCD摄像机（10）的表面为该4f系统的输出端，所述的投影系统（1）在所述的计算机（4）控制下输出结构条纹并投影到参考平面（2）上，参考平面上的条纹称为参考条纹，该条纹经放置于所述的参考平面（2）上的待加密物体的表面调制产生变形称为变形条纹，第一CCD摄像机（3）在计算机（4）的控制下采集所述的变形条纹和参考条纹并存储于计算机（4）中，该计算机（4）对所述的变形条纹和参考条纹进行强度归一化，并分别以归一化后的变形条纹和参考条纹为相位和幅值组成一个二维复信号，称为编码二维信号，该计算机（4）将所述的编码二维信号输入所述的第一空间光调制器（5），所述的第二空间光调制器（6）和第三空间光调 制器（8）在计算机（4）的控制下产生两个相互独立的随机数矩阵称为随机相位板；所述的第一光源（11）以平行相干光垂直照明所述的加密4f系统的输入端，在输出端与第二光源（13）发出的平行相干光发生干涉，第二CCD摄像机（10）在计算机（4）的控制下采集并存储密文图像；依次的第四空间光调制器（13）、第三透镜（14）、第五空间光调制器（15）、第四透镜（16）、第六空间光调制器（17）和第三CCD摄像机（18）组成解密4f系统，第四空间光调制器（13）为该4f系统的输入端，第三CCD摄像机（18）的表面为该4f系统的输出端，第六空间光调制器（17）贴近第四透镜（16）的后表面，所述的计算机（4）分别将密文图像、加密用两个随机相位板的共轭为密钥输入所述的第四空间光调制器（13）、第五空间光调制器（15）和第六空间光调制器（17），第三光源（19）以平行相干光照明所述的解密4f系统的输入端，在解密4f系统的输出端与第四光源（20）发出的平行相干光发生干涉，第三CCD摄像机（18）采集解密信号并将其存储于计算机（4）。