基于4f系统的数字全息表面三维形貌恢复技术

提出一种用于表面三维形貌恢复的数字全息显微方法．通过记录经4f系统放大的物体实像的离轴菲涅尔数字全息图，由数字再现技术获得物体的放大像，由此计算出物体相位反差像，从而得到物体的微观形貌．实验结果表明当物体位于4f系统的前焦面时，可以消除相位信息中的附加相位因子，不需相位补偿即可获得准确的表面三维形貌信息．     

数字全息再现像质的改善

基于数字全息基本理论,设计并建立了离轴反射式数字全息记录光路,对不透明骰子进行了记录,并采用菲涅耳近似法数值再现.从数字全息图的记录、零级衍射的消除、再现像的图像增强三个方面展开实验.实验结果表明,数字全息再现像的质量可以得到有效的改善.     

菲涅耳全息图的计算机生成及数字重现

本文研究菲涅耳(Fresnel)衍射积分的两种计算机模拟算法,分别用卷积算法和傅里叶变换算法实现菲涅耳积分,阐述了两种算法的优点和缺点。尝试将计算全息与数字全息相结合,模拟光线的菲涅耳衍射传播,用计算机生成菲涅耳全息图,并由所生成的全息图再现出原始图像,完成全息图的数字重现,真正实现整个全息记录和重现过程的计算机模拟。     

基于小波变换的鲁棒型数字图像水印算法

提出一种基于小波变换的数字图像水印算法．通过对宿主图像、经过Amold变换加密后的水印图像分别进行多分辨率小波分解，达到自适应嵌入水印信息的目的．实验采用在彩色宿主图像中分别嵌入灰度水印图像及彩色水印图像，表明该算法简便易实现，攻击实验表明该算法能够较好的保证图像质量并能经受一定的攻击，同时由于对原始水印图像进行加密处理，该算法达到了即隐藏信息的存在，又隐藏信息的内容的双重安全效果．     

数字全息显微术的记录及重建实验研究

对数字全息显微术原理、数字全息图的记录和重建算法进行了理论分析和实验研究. 构建了基于Mach-Zender干涉仪的离轴全息图记录光路,以分辨率板为目标进行了数字离轴全息显微图的采集,数字信号后处理以及振幅、位相分布的数值重建. 研究了基于菲涅耳衍射的数字重建算法,解决了数字参考光模拟,消除零级衍射和孪生像干扰及确定重建参数等问题,得到的再现像清晰. 研究表明,该技术可用于微观物体的位相分布测量.     

基于离散余弦变换最小二乘法实现数字全息再现像的相位解包裹

采用离轴菲涅尔数字全息系统对栅格进行了全息图的数字记录和数字再现,并用离散余弦变换(DCT)最小二乘法对数字全息再现像进行了相位解包裹处理.在此基础上;增加了后处理过程,即对原始包裹相位的相应点加上或减去2π的整数倍,与此最小二乘算法所求得的解包裹相位进行比较,使二者之差的绝对值达到最小,将原始包裹相位做处理后的相位值作为解包裹相位的最后结果.对栅格的解包裹相位三维图和原子力显微镜扫描获得的三维图的对比测量和分析结果证明了经后处理的解包裹相位精度得到了有效提高.     

基于小波变换的鲁棒型数字图像水印算法

提出一种基于小波变换的数字图像水印算法.通过对宿主图像、经过Amold变换加密后的水印图像分别进行多分辨率小波分解,达到自适应嵌入水印信息的目的.实验采用在彩色宿主图像中分别嵌入灰度水印图像及彩色水印图像,表明该算法简便易实现,攻击实验表明该算法能够较好的保证图像质量并能经受一定的攻击,同时由于对原始水印图像进行加密处理,该算法达到了即隐藏信息的存在,又隐藏信息的内容的双重安全效果.     

基于菲涅耳变换的图像置乱研究

研究了位于菲涅耳衍射区的随机相位掩模板对光学图像的置乱.在系统中不需要透镜,完全利用菲涅耳衍射进行图像加密,并利用分别放置在输入平面和变换平面的两块与统计无关的随机相位模板,将原始图像加密成随机噪声.单色平面波的波长λ,传播距离z1、z2和两块相位板及其排列顺序都可作为加密的密钥,既简化了系统又提高了安全性.     

基于矩阵变换的数字图像置乱技术

以图像信息安全问题为背景,在Arnold变换的基础上,提出了密钥控制下新的利用矩阵变换对数字图像进行置乱与恢复的技术.结果表明:在图像信息隐藏中,这种技术能达到较好的加密与解密效果,而且易于实现,具有应用价值.     

基于Arnold置乱水印技术在医学图像中隐藏病历信息的研究

传统的医学图像需要另外标注记录在纸上的病历信息与之匹配,容易发生信息泄密和错乱等问题.数字化医 学图像水印技术提供了解决这一问题的途径:利用文本病历信息生成水印信号,以数字图像作为载体,取代了传统医学图像的标注方法,确保嵌入其中的记录与图像的本质联系;采用了Arnold置乱方法,保证了水印信息的安全性.实验证明,使用含水印的医学图像在保证识别系统正常工作的前提下,提高了隐藏病历信息的安全性,并且水印算法表现出良好的鲁棒性.     

基于数字全息的图像置乱的研究

基于用数字全息对图像进行置乱及复原的基本原理,提出了一种基于数字全息的图像置乱方法,并通过实验证明了本方法的置乱和复原效果．     

Signal and reference wave dually encrypted digital holographic system

We propose a secure digital holographic system with signal and reference waves dually encrypted. Two random phase masks are used to encrypt the images in the input and the Fourier planes. The reference beam is phase encoded by another random phase mask. The encrypted image and the key are recorded by a CCD camera. The data can be processed or transferred directly by computer. We theoretically and experimentally demonstrate encryption and decryption of multiple images and the results show a high quality and good fault tolerance.     

特殊条件下描述反射全息图非线性微分方程的解析解

根据耦合波理论,从描述反射全息的非线性微分方程出发,对反射全息图的振幅反射系数进行了分析.结果表明,在低反射及高反射这2种情况下,反射系数均可表示耦合函数的傅立叶变换.这个结果解析地表明,全息图的再现过程实质上是一个菲涅耳衍射的过程.     

一种具有安全特性的压缩全息成像方法

本文提出一种具有安全特性的压缩全息成像技术来解决当下存在于全息成像方面的安全问题.该方法可以在全息成像场景过程中实现光学加密、光学隐藏和光学压缩功能,能够在保护图像信息安全的同时,实现对数据的压缩.该方法将主对象引入经典Mach-Zehnder干涉仪的参考路径中,实现参考波的空间调制,形成参考光场的二维空间分布.之后,对象信息被加密并隐藏到菲涅耳域中目标光束和参考光束的相干成像过程中的主目标信息中,实现对图像的安全保护;同时,安全物体全息图被进一步压缩采样,单像素检测器只需记录较少数据,就可表示原始成像对象.该技术大大减少了对象的数据采集量,可以在纯光系统下安全地获得压缩对象,这是全息成像方法的一大突破,也有望突破全息影像在3DTV、医学诊断、实时全息TV等领域中,影像数据量受限的瓶颈.凭借全光学手段实现光学安全的可行性,本文提出的方法对实现全光网络、近地和星际激光通信链路等方面也有重要参考意义.     

基于分阶Fourier频谱分解与混合随机掩码的光学加密算法

为了解决当前光学加密方法主要是借助普通相位掩码来调制初始图像,导致输出密文的安全性不理想的问题,通过融合Fresnel波带、Hilbert相位与混沌掩码,设计了分阶Fourier频谱分解与混合随机掩码的光学图像加密算法。首先,根据SHA-256哈希方法,形成一个256位的外部密钥,并将其分割为32个子密钥;引入二维Ushiki映射,利用子密钥来计算其初始条件,通过迭代来输出一组随机序列,从而构建一个混沌相位掩码;随后,引入Fresnel波带振幅与Hilbert相位函数,将二者与混沌相位掩码融合,形成一个混合掩码,兼顾其随机性与光轴校准精度;基于分阶Fourier变换,联合混合掩码,对初始明文完成光学调制,获取Fourier频谱;最后,通过等模分解方法来分割Fourier频谱,输出密文与私钥。测试数据表明:较已有的光学加密方案而言,所研究加密技术具备更理想的抗干扰能力与安全性,在噪声、剪切等攻击下,具有更为理想的解密质量。     

一种基于PDF文档和置乱技术的文本数字水印算法

为了提高PDF文档的安全性,提出了一种基于置乱技术的适用于PDF文档的文本数字水印算法.首先,将水印图像进行置乱变换;其次,将原PDF文档转换成PS文件.利用PS文件中字符间距值来嵌入水印图像信息,同时将水印位置信息嵌入特定位置;最后,将PS文件转换为含有水印的PDF文档.     

基于Lorenz混沌加密的DWT音频水印算法

将混沌理论引入到音频水印系统的设计中,提出一种基于Lorenz混沌系统的小波域数字音频水印算法。先将图像水印进行Logistic混沌加密,再利用三维Lorenz混沌吸引子在一定初值条件下产生的矩阵二次加密图像水印。把加密后的水印图像作为载体嵌入到音频信号的小波域。因为高维混沌的系统结构更为复杂、不可预测性更强,若没有初始值便无法得到加密矩阵,因此保障了水印的安全性;而在水印检测时,只要提供混沌加密的密钥和产生加密矩阵的初始值,就可完成水印的提取。仿真实验采用多种攻击方法,证明此方法具有很强的安全性和鲁棒性。     

计算机制二维全息图的研究

结合二维平面图像的特点,提出了用快速傅里叶变换制作菲涅耳计算全息图的快速算法：将菲涅耳衍射光波表示成傅里叶变换的形式,编写计算程序,用快速傅里叶变换进行计算;并研究了傅里叶变换算法中衍射场的取样间隔与计算全息系统取样间隔的关系,给出了理论分析与实验结果．     

气流分布的白光再现全息图

本文提出采用体记录方式,并用相位物体散射光照明的二次曝光法记录相位物体差异信息,以及应用物理显影方法获得了高衍射效率的白光再现干涉全息图。重现象轮廓清晰明亮,提取差异信息效果显著,是一种实验操作简单、图片携带方便、便于观测的好方法。