基于超混沌和Gyrator域相位信息复用的光学多图像认证方法

针对光学多图像认证方法中,多路复用图像中的串扰噪声,以及不同认证级别下的信息安全问题,提出了一种基于超混沌振幅型掩模和Gyrator变换域下相位信息复用的光学多图像认证方法。利用分数阶超混沌Rabinovich系统构造超混沌随机振幅掩模;基于改进的Gerchberg-Saxton算法对原始图像进行低级或高级编码,利用超混沌掩模作为振幅约束,迭代获得目标图像,并将得到的N个目标图像编码成复合图像;再次通过Gerchberg-Saxton迭代将复合图像转化为两个便于传输的纯相位掩模。实验结果表明:在认证过程中,不同安全级别的用户拥有各自的认证密钥,低级认证过程中可以通过检索图像与原始图像的非线性相关峰值,判断认证图像的正确性,而高级认证过程中则可以获得与原始图像相似度较高的认证图像,峰值信噪比和相关系数分别可达25.2817 dB和0.9844。所提方法对遮挡攻击和噪声攻击具有良好的稳健性,为多幅图像在不同级别下的光学认证提供了新的思路。     

基于相位恢复和数字全息的音频水印

提出了一种在数字全息技术中引入相位恢复算法的音频水印方法.用水印图像经相位恢复处理形成虚拟物光波与参考光波干涉,得到高对比度的傅里叶变换全息图.利用量化算法和离散余弦变换把数字全息图嵌入音频信号中,在水印提取过程中不需要原始音频信号的参与,并且采用密钥加强了水印的安全性.数值计算实验表明:该算法对有损压缩、重采样、低通滤波、噪音干扰等常用音频信号攻击均具有很好的稳健性.     

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...     

基于混沌的自嵌入安全水印算法

利用混沌系统的伪随机性和初值敏感性，提出一种基于混沌的自嵌入安全水印算法.该算法以混沌初值为密钥生成混沌序列，根据混沌序列的索引有序序列随机生成图像块的水印嵌入位置.与现有的自嵌入算法相比，该算法实现了水印嵌入位置的随机选取，有效扩大了算法的密钥空间，且解决了自嵌入水印算法如何准确定位篡改块的问题.理论分析和仿真结果表明，该算法不仅提高了自嵌入水印算法的篡改定位的能力，而且进一步增强了算法抵抗向量量化攻击和同步伪造攻击的能力. 关键词： 数字水印 混沌 脆弱水印 自嵌入     

四瓣高斯光束的Gyrator变换性质和矩形空心光束的产生

基于Gyrator变换,推导了四瓣高斯光束场分布的解析表达式,研究了四瓣高斯光束通过Gyrator变换后的光强分布和相位分布.结果表明:在Gyrator变换过程中,四瓣高斯光束能够转换为具有光涡旋的矩形空心光束,在获得矩形空心光束时其四顶角处光束强度最强,而四条边上的光束强度分布几乎是均匀的.对影响矩形空心光束强度和相位分布的光束参数和变换角进行了详细的分析,发现光束阶数不同,产生不同类型的空心光束;Gyrator变换的变换角则影响空心光束能量分布;空心光束亮环的大小由四瓣高斯光束的束腰宽度决定,束腰宽度越大,矩形空心光束的宽度越小.     

超混沌振荡器的混沌耦合同步

提出了两种应用单变量单向混沌耦合同步超混沌振荡器的同步方案。首先给出了混沌耦合同步方案的数学证明，然后通过数值仿真证实了该混沌耦合同步方案的正确性和有效性。最后通过计算条件李雅谱诺夫指数，比较了不同耦合强度下，两种混沌耦合同步和典型的连续耦合同步的同步性能。计算表明在一定的耦合强度下，混沌耦合比典型的连续耦合同步速度快。     

基于Krawtchouk矩和Contourlet变换的多目的水印

提出了一种基于Krawtchouk矩和Contourlet变换的多目的水印算法.首先对图像进行两级Contourlet分解,通过计算其低频分量的Krawtchouk低阶矩不变量来构建鲁棒水印,然后在剩下的带通分量中选择一个作为水印嵌入域并在其中嵌入半脆弱水印,给出了实验结果,并从水印的不可见性、抗攻击能力及篡改的定位能力三个方面进行了定量评测.实验结果表明,该算法具有很强的鲁棒性和较好的脆弱性,能同时有效地保护版权和认证图像.     

一种基于超混沌系统的立体图像零水印算法

为了在不改变立体图像质量的前提下对立体图像实施版权保护,提出了一种基于超混沌离散系统的立体图像零水印算法. 该算法利用立体图像左右视点小波变换域低频子带视差的稳定性以及离散余弦变换直流系数稳定的特点构造了一种视差零水印. 在水印构造过程中,利用了超混沌离散系统的初始值敏感性、参数密钥空间大和动力学行为复杂等特性映射视差零水印的 位置信息,从而增强了水印算法的安全性.此外,还分析了水印安全性与水印容量之间的关系. 实验结果表明,该立体图像视差零水印算法对加噪、滤波、压缩、剪切、图像放大和缩小等各种对称和非对称攻击表现出了 较强的鲁棒性.     

利用超混沌信号调制参数实现简并光学参量振荡器混沌同步

研究在超混沌信号调制参数作用下简并光学参量振荡器的混沌同步.计算结果表明,当调制系数在某确定的范围内使系统的最大条件李指数为负数时,两个或更多台简并光学参量振荡器在新的动力学基础上可实现同步或倒同步.同步方式与初始条件和调制系数有关.当初始条件确定的情况下,调制系数取某些值时,系统的同步方式具有突变性.     

基于小波变换的加密全息三维模型盲水印

提出了一种基于小波变换的三维模型加密全息盲水印算法。该算法选取三维模型球面坐标与重心的距离作为离散二维信号,首先进行小波变换得到水平分量,水平分量经过小波变换后得到低频部分,将水印图像经光全息加密嵌入到低频部分,再经过逆小波变换生成含水印的三维模型,水印的提取是水印嵌入的逆过程。实验结果表明,该方法对噪声攻击、旋转、平移、比例变换、重排序攻击等具有很好的鲁棒性,且加密全息水印图像具有很好的水印安全性。     

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.     

基于双混沌置乱和扩频调制的彩色图像盲水印算法

提出了一种新的适应彩色图像的盲水印算法,先对宿主图像的绿色分量以8×8像素分块进行离散余弦变换(DCT)变换,用logistic映射生成两个混沌序列,然后用混沌序列置乱加密二值水印图像,并用两个互不相关的伪随机序列扩频调制水印,最后将调制好的水印嵌入到DCT变换域的中频子带系数上,进行分块DCT反变换得到水印化图像.提取水印时,通过比较两个伪随机序列和水印化图像的相关性大小来提取水印,不需要原始图像的参与,为盲提取水印算法.实验结果证明本文算法能有效地抵抗JPEG压缩、加噪、剪切等常见攻击,绿色分量嵌入水印比红色和蓝色分量嵌入水印能更好地抵抗JPEG压缩的攻击.     

光学一般变换的傅里叶变换实验方法

本文利用傅里叶光学系统简化了光学一般变换全息透镜的设计,以一维八序Walsh-Hadamard变换为例,用计算机设计和产生了变换所需的透镜,并进行引了光学实验,得到了预定变换结果。     

基于改进脉冲控制方法的超混沌系统同步

针对一类整数阶与分数阶超混沌系统的同步问题, 分别提出了改进的脉冲同步方法. 基于Lyapunov稳定性理论与脉冲微分方程理论, 给出超混沌系统一组新的全局渐近同步判据. 特别地, 当脉冲间距与脉冲控制增益为常数时, 可获得更为简单和实用的同步判据. 与现有结果相比, 所得充分条件更次保守且更为实用. 通过对超混沌Chen系统同步的数值仿真研究, 验证了所提方法的有效性和可行性.     

基于Contourlet变换域的自适应量化索引调制数字图像水印算法

提出了一种新的基于Contourlet变换域的自适应量化索引调制数字图像水印算法.原始二值水印经过扩展置乱、降维和伪随机序列加密,嵌入到宿主图像经Contourlet变换后的低通子带系数中.根据低通子带能量分布特性,对分块低通子带的最大奇异值采用自适应量化索引调制,实现水印嵌入.实验结果表明,该水印算法不仅对嵌入的水印具有良好地视觉保真度,而且对JPEG压缩、低通滤波、加性噪声、重采样、剪切等多种攻击具有很强的稳健性.同时采用量化嵌入策略,水印提取时不需要宿主图像,即可实现水印网像盲提取.     

简并光学参量振荡器的超混沌控制与周期态同步

针对简并光学参量振荡器的非线性动力学特点,应用互耦合参量调制法研究了两台简并光学参量振荡器之间的超混沌控制与周期态同步.理论研究结果表明,对于全同或不完全相同的简并光学参量振荡器均可实现从超混沌输出到周期输出的转化,当满足最大条件Lyapunov指数小于零时,两台全同简并光学参量振荡器之间可以实现两种方式的周期态精确同步,即同向同步和反向同步,同步方式与初始条件和调制系数有关.     

变换光学透镜天线研究进展

龙伯透镜天线是一种独特的渐变折射率透镜天线,但因为某些缺陷其应用受到限制。近年来,人们采用变换光学方法和超材料理论设计了许多以平板龙伯透镜为代表的新型透镜天线。本文对比总结了变换光学设计透镜的3种方法,即坐标变换法、保角变换法和准保角变换法;指出了准保角变换法由于设计灵活、可使用全介电材料制备而更具研究和应用前景;详细阐述了准保角变换法设计透镜的原理和步骤;介绍了国内外关于透镜变换和制备具有影响力的研究成果;指出了变换光学透镜天线今后的研究方向。     

广义双曲正弦-高斯光束的Gyrator变换性质和暗空心光束产生

基于Gyrator变换,推导了广义双曲正弦-高斯光束场分布的解析表达式,研究了广义双曲正弦-高斯光束在Gyrator变换平面上的光强分布和相位特性.结果表明,在Gyrator变换过程中,具有边缘位错相位特性的双曲正弦-高斯光束能转换为具有涡旋的暗空心光束,并确定产生的暗空心光束的拓扑荷指数为一,而不具有边缘位错相位特性的双曲余弦-高斯光束则不可能出现空心结构.对影响变换场强度和相位分布的束结构参数及系统参数进行了分析讨论.     

基于经验模式分解的混沌干扰下谐波信号的提取方法

由混沌信号和谐波信号组合而成的复杂信号的分离方法一直受到关注.利用经验模式分解方法,依据任何信号由不同的固有简单振动模态组成的概念,将由混沌信号和谐波信号组合而成的复杂信号分离为不同的内在模态函数,并从中分解出谐波信号.通过利用Duffing方程产生的混沌信号进行的仿真实验,结果都表明该方法在一定参数范围内非常有效. 关键词： 经验模式分解 混沌 信号处理