基于视觉密码与QR码的光学脆弱水印

提出了一种基于视觉密码与QR码的图像认证和篡改检测的光学脆弱水印方法.一方面,将原始水印图像变换为QR码水印图像,以提高水印隐藏容量.另一方面,将视觉密码与光学相位编码相融合来加密水印图像,以增强系统安全性.通过一系列的攻击与篡改测试了所提水印方法的可行性、脆弱性和不可感知性.模拟结果表明,所提水印方法不仅具有较好的不可感知性,而且在任意攻击下都能灵敏地检测出图像发生了篡改,具有很强的脆弱性.     

基于级联分数傅里叶变换系统的数字水印技术

提出一种基于分数傅里叶变换和随机相位编码的光学加密数字水印技术,可成为一种信息隐藏及保护的有效方案.该数字水印技术对于噪音叠加和常见的图像处理操作具有较强的稳健性.该技术根据光学级联分数傅里叶变换系统,利用两个随机相位分布函数对水印信息编码并经过迭代分数傅里叶变换嵌入到变换域的载体图像中.在水印检测和提取过程中,两个相位分布函数作为密钥.随机相位编码技术的引入,进一步提高了数字水印系统的密钥空间.增强了系统的安全性.该数字水印技术基于光学分数傅里叶变换原理,可以利用光学变换系统方便地实现.     

基于虚拟光学的三维空问数字水印系统

数字水印已成为数字作品版权保护的一种手段。数字水印是一种嵌入到图像、视频或者音频数据中的不可见标志，通过对水印信息的检测可以达到保护多媒体数据版权的目的。先前众多的水印算法大部分是基于二维操作的(如静止图像、视频)。基于虚拟光学信息隐藏理论提出了一种三维空间的数字水印算法。该数字水印算法能成为一种多媒体数据产权保护的有效方案。对算法的测试结果表明，该算法对于噪声叠加、剪切、有损压缩等常见的信号处理操作具有较高的鲁棒性。同时，该算法由于引入了虚拟光学信息隐藏思想，将虚拟光路的几何结构参量作为密钥，设计出了多重“锁”和多重“密钥”，大大提高了水印系统的密钥空间，仿真结果表明该算法具有良好的安全性。     

高能量效率的大口径多台阶衍射光学元件

在高功率激光装置的束匀滑元件应用中,如何提高焦斑的能量集中度,是系统的一大关键难题,尤其是对于具有台阶相位突变的二元光学元件．本文最近的研究表明,通过抑制高衍射级次的能量损失,多台阶相位板既能提供很好的均匀焦斑,又能集中绝大部分能量于其中．后续的理论分析和实验测试论证了此改进方案,由此获得超过90％能量利用率的匀滑焦斑不再是大口径（〉100mm）多台阶衍射光学元件无法逾越的障碍．     

基于液体透镜的仿生视觉光学成像系统

随着机器视觉技术在先进制造系统、机器人系统、智能监控、航天军工等领域的广泛应用,仿生视觉系统的小型化、灵巧化成为研究的重要方向之一。针对传统机器视觉系统变焦结构复杂、易磨损、寿命低等缺点,在分析液体透镜原理和成像特点的基础上,设计并搭建了一种基于液体透镜的仿人眼光学系统,系统的主要技术指标为:焦距范围18.5 mm~22.5 mm,镜头变倍比为1.22,视场角为38°×24°。设计结果符合各项指标,像质在不同焦距处均满足使用要求,可实现实时对焦。整个光学系统尺寸为36 mm×55 mm×30 mm,结构紧凑,实用性强。     

基于非对称密码系统的彩色图像加密技术

为了实现对彩色图像的加密,提出一种基于傅里叶变换和非对称密钥加密系统的加密方法。把彩色图像分成三基色分量:红,绿,蓝。然后对这3帧灰度图像的傅里叶频谱进行截取,合成一个目标图像,该目标图像包含了原始彩色图像的大部分信息。对此目标图像的幅度和相位分别用非对称密钥加密系统加密,即实现了彩色图像的加密。 给出了理论分析和计算机模拟结果,实验结果证实了该方法的可行性。     

基于位相抽取的三维信息加密算法研究

本文提出了以位相抽取为基础的三维信息加密算法.构造由纯振幅和纯位相物体组成的简单三维信息作为加密对象.先用标量衍射理论计算其复振幅并抽取相位分布,再结合双随机位相编码完成加密.解密算法为上述算法的逆过程.计算机模拟结果证实了该算法的有效性、鲁棒性和安全性,并揭示了位相抽取算法用于加密更大信息量三维信息的潜力. 关键词： 傅里叶光学 光学信息安全 三维信息加密 位相抽取     

基于数据报重组与光学干涉的密文多图像可逆信息隐藏

针对现有可逆信息隐藏嵌入率低,无法一次隐藏多张不同图像问题,提出一种密文域光学多图像可逆信息隐藏方法.将多张不同类型、不同大小图像进行数据报重组得到重组多图像,无需提供任何信息可在一定噪声下重构多图像.载体图像经非对称双随机相位编码得到加密图像,再将重组多图像光强缩小1000倍,与加密图像级联干涉得到载密图像,利用级联...     

一种单双目视觉系统结合的三维测量方法

在投影栅相位法的单日和双目三维测量结构的基础上,提出了一种单双目结合的三维测量方法.采用双目测量系统的架构,对两相机的公共区域使用双目的方法进行复现,同时分别将两个相机与投影仪组成两个单目测量系统,通过标定的统一可以将两者的世界坐标系统一到一个共同的基准上,利用单目的测量结果对双目测量的哪缺失区域进行填补.在对石膏头像的测量中,利用该方法避免了双目测量中在鼻梁附近出现的数据丢失.在保证双目复现区域精度的基础上,该方法有效地改进了测量结果的完整性.     

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。     

利用Matlab GUI实现光学信息处理教学实验的动态模拟

以“空间频谱的观察与分析”和“空间滤波”两个实验为例,利用Matlab及其图形用户界面(GUI)模块设计模拟实验,实现光学信息处理教学实验的动态模拟,不仅可以方便地在课堂上进行演示,使演示实验与理论讲解能够灵活地穿插进行,而且能通过现场调节实验参数、动态显示实验结果、分析实验参数影响等环节加深学生对相关概念和原理的理解,对提高光学信息处理课程的教学效果起到很好的辅助作用.     

高阶光学强度相干成像的相位恢复方法改进

为了提高强度相干方法对空间目标的成像质量,避免复杂的相位估计过程及其引入的额外误差,对高阶强度相干的相位恢复方法进行了改进.在对高阶强度相干相位测量信噪比定量讨论的基础上,选择三阶强度相干方法对远场目标测量过程进行仿真,针对相位解算过程中频谱模值传递噪声放大等问题,根据相位估计与相位测量结合的思路,提出了相位闭合正则项改进算法.通过室内强度相干成像实验,比较改进算法与最速下降法、先验信息迭代方法对相同测量结果的图像恢复效果.实验结果表明,改进算法得到的图像误差值低于原有方法,较为有效地提高了成像质量.     

基于相位重建的叠栅层析技术

针对叠栅层析研究中采用基于相位重建方法处理叠栅条纹图像的问题,用标量衍射理论对叠栅偏折仪的叠栅条纹形成原理进行分析.通过小孔滤波分别提取光场的零级和一级频谱,分析结果与传统的通过几何叠加原理的结果一致,在形式上更加精确.结论表明,叠栅条纹是多波面剪切干涉的结果,且一级频谱滤波下的叠栅条纹图像满足严格的余弦强度分布.采用基于多重网格相位展开的傅里叶变换方法和叠栅层析滤波反投影算法对丙烷燃烧场进行了层析重建.     

光学参数对激光阵列相干

利用傅里叶光学方法,获得了相干合束远场光强的解析表达式,讨论了相位、振幅和发光单元数目等光学参数对远场光束质量的影响。研究结果表明:随着参与合束的发光单元数目的增加,尖峰变锐;同相模的光能集中在更小的立体角内,使得相干合束的亮度增加;异相模的光束能量较为分散,其峰值光强有所降低;随着振幅比β的减少,相干合束远场光强的峰值相对变化率增加,远场光强分布出现了本底现象,远场干涉条纹对比度降低。     

像增强型CCD探测器的光学特性

详细分析了光学像增强型CCD探测器的电子倍增特性以及倍增信号的统计特性，提出了像增强型CCD的增益起伏因子以及信号增益模型，并以实验分析了滨松公司的C2166型像增强器的电子增益特性。分析结果表明，本文提出的模型与实验结果非常一致。     

一种基于双光束干涉的分级身份认证方法

提出一种基于双光束干涉的分级身份认证方法. 本方法通过同时验证用户的"口令"和"相位钥"以实现对用户身份的双重安全认证. 它不仅可以判断某个用户是否合法, 还能鉴别出其相应的身份级别, 从而确定并授予其相应的系统访问权限. 认证过程的核心功能组件是一个基于干涉的光学装置, 用户"口令" 控制的"相位锁" 和用户携带的"相位钥" 被分别加载至此装置中的两个空间光调制器(spatial light modulator, SLM), 两束相干光分别经过这两个SLMs的调制后, 在输出面得到一幅干涉图, 它被传送至计算机并与系统数据库中的"认证图像" 进行匹配, 以完成身份的鉴别. 系统的设计则是一个逆向的迭代求解问题, 本文根据事先给定的某个用户的身份级别(对应着某个认证图像)和随机给定的 "相位锁", 利用一种修正的相位恢复算法确定出其对应的"相位钥". 理论分析和仿真实验都证明了此方案是可行而有效的. 关键词： 干涉 傅里叶光学 相位恢复 身份认证     

基于计算机视觉的光学目标自动定位系统

本文运用计算机视觉检测技术,提出了一种新的光学目标自动定位系统,导出了自动定位数学模型,分析了定位精度.运用计算机视觉定位技术开发的ZYZ-620PCB自动定位钻机.定位钻孔精度优于25μm.实践表明,计算机视觉光学目标自动定位系统具有高精度、快速实时的优点,在工业领域必将有广泛的应用前景.     

基于联合菲涅耳变换相关器和矢量分解的光学加密方法研究

为提高光学图像加密系统的安全性,利用双光楔联合菲涅耳变换相关器和矢量分解设计了一种非线性光学图像加密系统。通过矢量分解将原始图像分解为两个相位模板,其中一个相位模板f1(x)放置于双光楔联合菲涅耳变换相关器物窗口实现图像加密;携带另一相位模板f2(x)信息的光束与解密系统输出的携带f1(x)信息的光束相干叠加得到解密图像。数值模拟了加密系统的加、解密过程,对于灰度图像和二值图像,当光楔楔角为1.8°和相位模板f1(x)与密钥k(x)的中心间距为18 mm时,解密图像与原始图像的相关系数分别为0.812 7和0.810 9;分析了密钥模板相位分布错误对解密效果的影响,验证了加密方法的可行性。模拟分析表明,密钥k(x)的位置和光楔楔角作为附加的密钥参量,有效扩展了加密系统密钥空间,并能抵御唯密文攻击、已知明文攻击和选择明文攻击。