[发明专利]三步广义相移和级联分数傅里叶变换光学图像加密方法

摘要

本发明涉及图像信息安全和光信息处理技术领域，为提出可以有效抵抗已知明文攻击和选择明文攻击的光学图像加密方法；解决密钥管理和传输不便的问题，本发明，三步广义相移和级联分数傅里叶变换光学图像加密方法，具体步骤如下1)密钥生成部分起主密钥作用的两块随机相位掩模分别由不同混沌参数控制的Duffing混沌系统生成；2)图像加密部分待加密的图像在入射光的照射下进行菲涅耳变换，然后被第一块混沌随机相位掩模调制，调制后的图像经阶次为a1的分数傅里叶变换后再被第二块混沌随机相位掩模调制；3)图像解密部分得到解密后的图像。本发明主要应用于图像信息安全和光信息处理场合。

主权项

一种三步广义相移和级联分数傅里叶变换光学图像加密方法，其特征是，具体步骤如下：1)密钥生成部分：起主密钥作用的两块随机相位掩模分别由不同混沌参数控制的Duffing混沌系统生成，Duffing混沌系统的初值和控制参数作为主密钥；物光波长、菲涅耳变换距离及分数傅里叶变换阶次作为辅助密钥；2)图像加密部分：在加密一幅特定的图像前，首先对于Duffing混沌系统，设定合适的初值和控制参数；选择合适波长的光波作为入射光波和参考光波；设定合适的菲涅耳衍射距离，待加密的图像在入射光的照射下进行菲涅耳变换，然后被第一块混沌随机相位掩模调制，调制后的图像经阶次为a1的分数傅里叶变换后再被第二块混沌随机相位掩模调制，调制后的图像再经阶次为a2的分数傅里叶变换，在CCD平面，经两次调制和变换后携带图像信息的物光波与参考光波干涉形成第一幅全息图；然后，利用相移器使参考光产生两次任意角度的相移后，再与携带图像信息的物光波干涉形成第二幅和第三幅全息图，利用三幅全息图，得到加密图像；3)图像解密部分：将加密后的图像作为解密过程的输入图像，输入图像首先进行阶次为a2的分数傅里叶逆变换后被第二块混沌随机相位掩模的复共轭调制，然后进行阶次为a1的分数傅里叶逆变换，再被第一块混沌随机相位掩模的复共轭调制后进行菲涅耳逆变换，得到解密后的图像。