利用QR码在光学干涉多图像加密系统中实现信息高质量恢复

为了解决解密图像之间的串扰噪声,在基于干涉原理的多图像加密系统中引入了快速响应矩阵(QR)码。该光学加密系统加密过程使用计算机进行数字运算实现,而解密过程可以使用数字实现,也可以使用光学方法实现。加密时多组原始信息首先被转换为相应的QR码,然后多组QR码被解析地隐藏于两个纯相位板中。解密时,使用相干光照射两个纯相位板,并通过分束镜使二者的衍射光场进行叠加,再经不同的衍射距离后所得的衍射强度即为解密图像,把得到的几组解密图像直接用智能手机进行扫描,即可完全恢复原始信息。相较于原来的基于干涉原理的多图像加密方法,该加密方法成功地解决了串扰噪声问题,实现了信息的高质量恢复。计算机模拟结果证实了该方法的有效性,也分析了对裁剪和噪音攻击的稳健性。     

一种基于随机相位板复用的光学多二值图像加密系统

利用随机相位板复用提出了一种基于干涉原理的光学多二值图像加密系统。该系统加密过程采用数字方法,解密过程既可以采用数字方法也可以采用光学方法。利用该方法可将多幅图像信息解析地隐藏于两个纯相位板中。解密时,通过分束镜将两个随机相位板的衍射场进行相干叠加形成干涉场,利用专用密钥对此干涉场进行调制,即可在输出平面上恢复出与该专用密钥对应的原始图像,此图像可以采用CCD等图像传感器件直接记录。该方法加密过程无需迭代,非常省时,且解密系统易于物理实现。利用相关系数评估了系统的加密容量,计算机模拟结果证实了该方法的有效性。     

基于二值化计算鬼成像的盲水印方法

提出了一种基于二值化计算鬼成像的盲水印方法.首先将水印图像经计算关联成像加密系统加密,并将加密数据二值化,然后将其隐藏到宿主图像的离散余弦变换域,实现水印信息的嵌入.水印信息的提取和重建是隐藏和加密的逆过程,分别借助提取密钥和解密密钥获取水印信息.仿真实验证明,该方法具有很好的隐蔽性,在嵌入因子α=10时,嵌入水印仍具有较好的不可感知性,含水印图像的峰值信噪比在38 dB以上;另外,该方法也具有一定的容错能力,提取的加密数据错误率达20%时,重建的水印信息仍能分辨和识别;与传统的计算鬼成像相比,加密数据的二值化为水印嵌入提供了方便,但是并未对重建图像带来严重恶化,其相关系数相差不足0.1;水印信息的提取无需借助原始宿主图像,是一种盲提取方法.     

基于FC-DenseNets-BC神经网络的光学水印重建方法

提出了一种基于深度学习的光学水印重建方法,通过双随机相位加密的方法实现水印的加密,并将加密图像嵌入到宿主图像中,然后利用原水印图像与含水印宿主图像之间的物理关系,训练改进的神经网络FC-DenseNets-BC,得到可以重建原水印图像的网络模型。在传统光学水印技术中,含水印宿主图像质量和解密水印图像质量依赖于嵌入强度的选取(当嵌入强度较大时,含水印宿主图像质量低,解密水印图像质量高;当嵌入强度较小时,含水印宿主图像质量高,解密水印图像质量低),然而使用深度学习重建水印图像可以摆脱该依赖关系。研究结果表明,在嵌入强度低至0.05的情况下,所提方法仍能够重建出峰值信噪比在35dB以上的高质量水印图像,且具有一定的泛化性、安全性和抵抗噪声、剪切的能力。并进一步通过光学系统实验验证了方法的可行性和高效性。     

优化的两步相移算法在图像加密中的应用研究

优化了此前提出的两步相移算法,仅通过两幅去除背景光强(或抑制直流分量)后的干涉图数据和一个(0,π)区间的相移值,就可以成功再现出原始物波场信息,无需借助于物光光强、参考光光强等其他辅助测量信息.与菲涅耳域的双随机相位编码技术结合,该优化算法可以应用于图像加密方案中,通过计算机仿真实验验证了所提方案的可行性,并对几何密钥的灵敏度进行了测试分析.     

基于联合变换相关和相移干涉的图像加密

提出了一种在联合变换相关器结构中引入三步相移干涉和二元置乱技术的图像加密方法.用纯相位空间光调制器同时调制原始图像和两个随机相位掩模,利用三步相移技术分别将图像信息和主密钥加密为全息图,并用CCD在输出面上接收,再利用二元置乱技术置乱图像信息的全息图.在获得置乱密钥和附加密钥的情况下,可以通过一定的算法快速、清晰的重建原始图像.用计算机仿真验证了它的可行性和有效性.     

基于干涉原理的双图像加密系统

提出一种新的虚拟光学加密方法,该方法分3个步骤将两幅图像隐藏于3个随机相位板中。将两幅图像分别作为相位和幅度信息隐藏于一个复数场中,利用随机相位板作为参考光,并采用数字全息术将该复数场转换成平稳随机白噪声,利用干涉加密原理进一步将此白噪声储存于2个随机相位板中,从而将两幅图像信息隐藏于3个纯随机相位板中。该方法原理简单,无需进行迭代操作。计算机模拟结果显示:任何一个密钥错误,均无法得到原始图像的任何信息。同时,解密过程对系统中距离及波长等参数非常敏感,较大地提升了系统的安全性。     

基于干涉原理的虚拟光学加密系统

提出了一种虚拟光学加密系统。该光学加密系统采用了同轴全息技术的基本架构,将被加密图像作为被记录物体,而在参考光波及干涉场光路中分别引入两个独立的随机相位板,全息面上的输出即为加密结果,这两个随机相位板即为加密及解密所用密钥。理论分析表明,在恰当设置物光波与参考光波衍射场比例的情况下,任意一灰度图像均可被加密为平稳的复随机白噪声,可以抵御盲反卷积攻击。采用计算机模拟,证实了该系统的加密效果及对抗暴力攻击的能力。研究了解密时附加参数及噪音攻击对解密结果的影响,结果表明本系统抗噪音攻击能力一般,但对附加参数有极高的敏感性。     

基于附加密钥复用的彩色图像加密技术

为了避免使用复数来密文记录和传输彩色图像,提出一种基于附加密钥复用的彩色图像加密方法。先把彩色图像分成三基色分量:红、绿、兰;选取3个独立的附加密钥分别对这3个分量使用改进的光学联合相关变换法加密,得到3个联合功率谱。把这3个联合功率谱进行叠加,得到的复合联合功率谱即加密结果,其包含了原始彩色图像的全部信息。解密时,使用加密时所用的3个附加密钥分别对此复合联合功率谱进行解密,即可正确地重建原始图像的红、绿、蓝分量,进而恢复出原始图像。计算机仿真结果表明,本方法可以将一幅原始彩色图像隐藏于单幅强度图像之中。由于记录强度图像无需参考光波,因此本方法在加密过程中成功地避免了干涉装置,降低了对加密环境的要求。此外,相比于其他彩色图像隐藏方法需要加密至复数密文之中,本方法的密文大小仅为其二分之一,加密效率提高了一倍。     

基于空间角度复用和双随机相位的多图像光学加密方法

提出了基于空间角度复用和双随机相位的多图像光学加密新方法.加密过程中,首先将原始图像进行随机相位调制和不同距离的菲涅耳衍射;其次,将携带调制后图像的参考光与携带随机相位且具有不同立体角的参考光相干叠加,产生干涉条纹;最后,将不同方向的干涉条纹叠加形成复合加密图像.解密为加密的逆过程,将复合加密图像置于空间滤波和菲涅耳衍射系统中,经过不同相位密钥解调和正确距离的菲涅耳衍射完成解密,得到多幅解密图像.该方法可以同时对多幅图像进行高效的加密,计算简单、安全可靠、抗噪声能力强.利用相关系数评估了该方法的加密效果,并通过仿真实验验证了该方法的有效性和安全性.     

X光图像的增强与复原

本文提出了两种X光图像处理方法,其中增强方法是运用调节参量在计算机上完成的,结果令人满意.复原法主要是在只考虑散射和光源尺寸的条件下来计算MTF(散射主要考虑增感屏的影响)在特殊情况下,可得到MTF的解析形式,它与计算机结果是一致的.     

图像实时处理中的高性能锁相环

论述了ＴＩ公司的高频锁相环芯片ＴＬＣ２９３２Ｉ的工作原理及特点,并且给出了该芯片在图像高速数字化累积系统中的应用。该系统的锁相环路部分只需设置一个电阻便可得到相应频率的相位锁定的系统主频,这种芯片特别适合于数字图像高速实时处理中的视频锁相。     

Single-step scanner-based digital image correlation (SB-DIC) method for large deformation mapping in rubber

The incremental digital image correlation (DIC) method has been applied in the past to determine strain in large deformation materials like rubber. This method is, however, prone to cumulative errors since the total displacement is determined by combining the displacements in numerous stages of the deformation. In this work, a method of mapping large strains in rubber using DIC in a single-step without the need for a series of deformation images is proposed. The reference subsets were deformed using deformation factors obtained from the fitted mean stress-axial stretch ratio curve obtained experimentally and the theoretical Poisson function. The deformed reference subsets were then correlated with the deformed image after loading. The recently developed scanner-based digital image correlation (SB-DIC) method was applied on dumbbell rubber specimens to obtain the in-plane displacement fields up to 350% axial strain. Comparison of the mean axial strains determined from the single-step SB-DIC method with those from the incremental SB-DIC method showed an average difference of 4.7%. Two rectangular rubber specimens containing circular and square holes were deformed and analysed using the proposed method. The resultant strain maps from the single-step SB-DIC method were compared with the results of finite element modeling (FEM). The comparison shows that the proposed single-step SB-DIC method can be used to map the strain distribution accurately in large deformation materials like rubber at much shorter time compared to the incremental DIC method.     

利用图像处理技术实现物体运动信息的采集与处理

在开发目前的图像处理技术的基础上,实现了运动物体信息的采集与处理,得到物体的运动规律,介绍了用该方法完成的两个实验的结果。     

无直透光和共轭像的数字全息

根据数字全息的可计算特性，提出用图像处理的方法直接对数字全息图在空域进行预处理，使其再现时不出现直透光和共轭像，大幅度提高再现象的质量。并进行了实验验证。     

数字图像处理在阿贝成像原理和空间滤波实验中的应用

探讨了数字图像处理技术在阿贝成像原理和空间滤波实验中的应用,介绍了用数码相机采集数据,用计算机绘制三维频谱图,进行软件空间滤波和成像的方法。     

实时图像处理系统性能及处理效果的软件仿真

本文以一种典型的相关识别图像处理系统为模型，提供了一套在系统方案论证过程中，对系统效能进行精确仿真的数字图像处理计算机软件。该软件采用高级语言编译和ＯＯＰ程序设计方法，可实现模拟系统硬件对输入的数字化图像进行滤波，二值化，锐化，相关等大量的处理，并通过与计算机显示卡的接口，利用显示器随时监视处理后的图像效果。     

一种高精度图像采集系统的设计与特点

介绍了一种新型、高精度、实时伪彩色图像采集系统的原理、构成和特点。该系统采用１０ｂｉｔＡ／Ｄ转换器，使得高性能图像分析与处理成为可能。系统采样频率为１４．７５ＭＨｚ，对于标准ＰＡＬ制电视信号，可以保证采样后像素的横纵比为１∶１。由于采用最新ＥＰＬＤ编程技术，使得系统体积减小，可靠性显著提高。可输出标准ＰＡＬ制黑白全电视信号、ＲＧＢ分量彩色信号、Ｙ／Ｃ分量彩色信号及复合视频信号。该系统通过标准ＩＳＡ总线与计算机接口，帧存直接映射计算机内存地址空间，存取速度快。本系统特别适合于高精度的图像测量应用     

JPEG图像压缩对测量类图像的影响

在JPEG图像压缩的量化过程中,丢弃了部分高频信息,使图像的清晰度下降。通过对频谱的对照分析和对实际图像进行实验后表明,JPEG图像压缩对测量和处理结果的影响与原图像的特点、取样方式、滤波过程和压缩算法有关。经摄像机和图像卡获得的图像,其压缩比可达到10;经扫描仪获得的图像,其压缩比可达到6;经数码相机获得的图像,其压缩比可达到6～8;对特定的医学图像、晶相图像等来说,利用图像的特征构造最优匹配的JPEG压缩量化表,其压缩比可达到10。采用合适的压缩比和改进的压缩方法,图像的细节损失可以控制在较小的范围内,基本上不影响检测类图像的边界提取、分割、尺寸测量时的处理结果。     

一种新的数字式多媒体图像采集系统

本文以多媒体概念为指导思想，论述了一种新的数字式多媒体图像采集系统。它采用多制式数字解码器、视频窗口控制器等超大规模集成电路芯片构成，较之以往的模拟式图像采集系统有本质区别