基于多混沌和分数Fourier的光学图像加密算法

针对双随机相位编码光学图像加密系统的非线性不足和密钥空间小的问题,提出一种基于多混沌和分数Fourier变换的光学图像加密算法.首先,迭代分数阶Chen混沌系统生成三组混沌序列,分别置乱明文图像的三基色分量以减小图像像素相关性.然后,利用量子细胞神经网络超混沌系统调制随机相位模板,以其复杂的非线性动力学特征弥补双随机相位编码系统非线性不足的缺陷.其次,通过使用分数阶混沌、超混沌系统和二维分数Fourier变换使加密算法的密钥空间达到了2~(765).最后,密钥敏感性测试、相关性分析、已知明文攻击、噪声攻击和剪切攻击等实验表明本算法具有密钥敏感性强、密文图像像素相关性低和抗攻击性强的优点.     

基于分数傅立叶变换生成序列多样性的图像加密算法

为了增强分数傅立叶变换在图像信息加密领域的复杂性,提出了一种基于分数傅立叶变换生成序列多样性的图像加密算法.根据分数傅立叶变换的生成序列的多样性,构造不同的分数傅立叶变换的核函数,利用各级的生成序列、二维变换阶次以及相位编码时使用的随机矩阵作为算法中的密钥,对相位编码后的图像进行3次不同的分数傅立叶变换,达到对图像加密的目的.随着变换次数的逐渐增多,加密算法的安全性也逐渐提高.仿真实验结果表明,最后一级变换阶数的偏离在解密过程中造成解密图像的均方误差最大,是最重要的密钥;同时证明了算法具有较好的可行性、安全性.     

基于双树复小波变换的磁共振幅值相位同时重建

为了加快磁共振成像速度及同时获取可信度较高的磁共振幅值和相位信息，提出了一种基于双树复小波变换的磁共振幅值和相位同时重建算法。该算法在传统的压缩感知框架下，借助双树复小波变换的多方向选择性和平移不变性，对幅值和相位分别进行稀疏变换。实验结果表明，在不同的数据集下，该算法均能提高重建磁共振相位图像的质量，并一定程度地改善了幅值图像。     

近程毫米波合成孔径辐射计被动测距原理

毫米波合成孔径技术利用了物体自身辐射电磁波的相位信息,采用很少阵元就能实现实时成像,但目前合成孔径技术只是限于亮温成像,缺少了目标的距离信息,这对于目标探测与识别很不利。提出在近程条件下合成孔径被动测距原理和相应的双正交傅立叶变换算法,并给出了近程距离分辨率公式,近程成像的特点是成像公式中存在二次相位因子,而且距离分辨率和距离的平方成反比。毫米波合成孔径被动成像可以同时得到物体辐射的亮温分布和距离分布,能够有效克服离焦引起的图像模糊,对图像的反降晰和目标识别具有重要意义。     

基于JPEG图像的改进小波变换信息隐藏算法

利用小波多分辨率分析技术,提出一种基于JPEG图像的改进小波变换信息隐藏算法.信息嵌入时,该算法在JPEG图像上使用YCb Cr颜色空间变换进行二维小波分解和重构,保证了嵌入后的图像不失真.验证试验表明:在嵌入容量相同的情况下,改进算法比原算法具有更好的鲁棒性,可以做到图像的无损恢复.     

基于小波与剪切波的压缩感知纵向MR成像

针对传统二维小波变换不能最优表示MR图像和MR图像数据采集缓慢的问题,基于相似性与联合稀疏变换对纵向压缩感知磁共振成像(LCS-MRI)提出新的正则化模型与相应的重建算法(frsLCS-MRI).为了验证联合稀疏变换与算法frsLCS-MRI的有效性,利用两个医学数据集与基于小波变换和相似性的算法LACS-MRI作了比较.数值实验表明:frsLCS-MRI算法可重建更高精度和更高信噪比的MR图像.使用联合稀疏变换比使用小波变换或剪切波变换可更好地重建MR图像的细节信息,如边界、拐角、轮廓、二维奇异曲线等.此外,利用相似性先验信息可节省数据采集时间.     

四向加权最小二乘法相位解缠研究

相位解缠是干涉合成孔径雷达(InSAR)成像的关键步骤之一.首先采用正余弦均值滤波法去除InSAR图像噪声,然后提出一种改进的最小二乘法,即四向加权最小二乘法,应用该算法进行相位解缠实验.实验结果表明, 正余弦均值滤波法不仅对去除噪声非常有效,而且很好的保持了图像边缘信息;四向加权最小二乘法比现有的两向最小二乘法相位解缠更接近真实解缠相位.     

路基检测图像方向性增强算法

针对传统离散小波变换图像分解不能完全解读探地雷达图像中路基脱空和裂隙的缺陷,采用基于映射的二维离散小波变换增强路基检测图像方向性的方法,实现了对探地雷达路基检测图像的6个方位的分解.试验结果表明,采用这种小波变换技术处理探地雷达图像数据,具有良好的方向增强性、平移近似不变性和明显的相位信息,提高了路基检测成像的精度,更容易发现路基检测中的脱空和裂隙.     

基于POCS算法的多级安全共享

基于联合变换相关系统,采用嵌套的投影限制集算法(projection onto constrains sets,POCS),依次得到多个相位掩模,进而用于光学图像加密;在不同的应用条件下,可以输出相应的安全信息,从而实现信息的分级安全共享.文中给出了可实现的光学装置和计算机的模拟结果.     

硬X射线同轴相衬成像相位恢复的模拟

基于角谱传播的概念, 分析了硬X射线同轴相衬成像过程, 将基于角谱传播的相位恢复算法－迭代角谱法(IASA)用于硬X射线同轴相衬成像, 进而又将此算法与强度传播方程(TIE)算法相结合进行相位恢复, 计算机模拟研究了相衬成像和相位恢复过程, 验证了这两种相位恢复算法, 并与已有的多种相位恢复算法进行了比较, 得出对于硬X射线同轴相衬成像来说, IASA与TIE相结合的算法是收敛速度最快、误差精度较高的相位恢复算法.     

利用计算机设计制作衍射光学元件

利用计算机设计制作衍射光学元件陶少华陈培锋丘军林（华中理工大学激光技术国家重点实验室武汉４３００７４）本文在杨－顾相位设计算法的基础上，利用编制的程序自动进行光学元件的表面相位分布的设计。对于复杂的表面相位分布图样，光学成像刻蚀法最为适合和方便。作者...     

一种大斜视双基地合成孔径雷达的频率变标成像算法

针对具备更多目标散射信息的双基合成孔径雷达的目标二维频谱难以精确获得,以及为观察前方目标采用的大斜视构型导致的成像效果不佳的问题,提出一种基于严格解析双基频谱的大斜视频率变标(FS)成像算法.首先将回波信号变换到二维频率域,利用由严格解析双基频谱推导出的频率变标函数校正距离弯曲差,然后进行剩余视频相位校正完成包络去斜,接着进行逆频率变标操作消除二次相位误差,经过距离徙动校正后,再进行非线性变标操作消除由大斜视导致的随距离变化的二次距离压缩项,最后经过距离压缩和方位压缩完成整个成像过程.仿真实验表明,与常规FS算法相比,在双基地大斜视的情况下,该算法成像效果良好,点目标冲激响应的主副瓣可清晰分辨.     

光学图像识别技术的MATLAB仿真

光学图像识别有两种主要的实现方式,其一是采用VanderLugt相关器,其二是采用联合变换相关器。这两种技术都是建立在4f光学成像系统基础之上的。MATLAB提供了丰富的图像处理函数,它们能实现4f光学成像系统的变换功能。利用这些函数可以模拟光学图像识别技术对图像的识别,能得到较好的仿真结果。     

采用小世界免疫克隆算子的频率域图像配准

为满足智能寻位加工中对零件图像配准速度和配准精度的高要求,提出了一种采用伪极快速傅里叶变换(PPFFT)和小世界-克隆选择算法(SWCSA)的图像配准方法(PPFFT-SWCSA).首先对图像进行伪极快速傅里叶变换,然后利用变换后获取的频谱特征信息设计优化算法的代价函数,最后采用SWCSA算法得到2幅图像间的配准参数.采用PPFFT降低了运算复杂性,提高了运算速度;采用SWCSA算法,克服了图像配准中常用的相位相关法无法检测到图像间较小偏移量的缺点.实验结果表明,PPFFT-SWCSA方法的配准角度精度可以达到空间0.2°,在对图幅为256×256像素的图像配准实验中,PPFFT-SWCSA方法的配准速度比基于离散极坐标傅里叶变换和相位相关法的配准速度快2倍.     

用于VHF/UHF波段SAR成像的改进型NLCS算法

文章分析了VHF/UHF波段合成孔径雷达的成像特点及其对成像算法的要求,提出用高阶相位滤波来消除距离与方位向之间的高阶相位耦合,用非线性CS技术来消除距离变化引入到二次距离压缩中的残余相位误差,从而得到了一种适用于VHF/UHF波段SAR成像的改进型NLCS算法.通过仿真验证了算法的有效性,该算法对于VHF/UHF波段SAR成像具有较高的实用价值.     

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.     

结合DWT变换的二元纯位相滤波器水印

提出了结合离散小波变换(discrete wavelet transfonn,DWT)的二元纯位相滤波器(binaryphase-only filter,BPOF)数字图像水印算法.首先对图像进行DWT变换,然后在DWT变换后的低频子带进行离散Fourier变换(discrete Fourier transforrn,DFT)变换,将DFT变换的相位信息二值化得到BPOF,并将其作为水印嵌入到相应的幅值中.与对图像整体进行DFT变换,并在其全频域或低频域嵌入BPOF水印相比,在保持嵌入水印的不可感知性和检测性能的同时,显著提高了抗JPEG压缩性能.该方法可用于图像真实性、完整性认证,仿真实验证明了算法的有效性.     

利用多通道联合稀疏重建的干涉逆合成孔径雷达三维成像算法

针对单通道超分辨成像算法重建的超分辨图像间散射点的位置出现偏差的问题,提出了一种利用多通道联合稀疏重建的干涉逆合成孔径雷达(MCJSR-InISAR)三维成像算法。首先利用联合包络对齐算法校正目标平动对应的包络时延,再利用联合自聚焦算法实现平动补偿的初相校正,对来自不同天线的回波信号的距离差进行补偿,然后利用MCJSR进行超分辨成像,同时利用快速傅里叶变换提高运算效率,最后利用水平及俯仰干涉相位信息实现机动目标的InISAR三维成像。MCJSR-InISAR算法具有更高的强散射中心重建精度,能够对通道间的相对相位信息进行有效的保持。实测数据表明,与单通道超分辨成像算法相比,MCJSR-InISAR算法成像结果的熵值降低了约0.17,且运算复杂度降低了O(105)。     

基于遗传算法的相位差异技术图像恢复

相位差异技术利用焦面图像和固定离焦面图像信息,联合估计波前相位和目标物体.本文论述了相位差异技术的基本理论,由于其评价函数变量多、非线性、无约束条件、计算量非常大的特点提出了将遗传算法运用于相位差异技术.利用计算机开展了大量的模拟仿真实验,仿真实验结果表明,基于遗传算法的相位差异技术可以较准确地恢复光学系统的波前相位信息和目标物体.设计了一个将相位差异技术运用于成像系统的传感器,验证了相位差异技术提高图像清晰度和计算相位波前的能力.     

弹载毫米波合成孔径被动精确探测系统

合成孔径技术在弹载毫米波被动探测系统中的应用可以弥补被动探测不能给出目标距离的缺点,大大提高了系统的性能.本文首先介绍了近程毫米波合成孔径技术,其主要特点是成像公式中存在二次相位补偿因子,相位补偿后会使近程脉冲响应变窄,幅值提高;然后提出近程条件下的合成孔径被动测距原理,近程辐射球面波,其波前曲率和传播距离呈反比,测距原理是通过估计二次相位因子的调频斜率确定电磁波的传输距离;最后采用了双正交傅里叶变换算法进行被动测距,这种变换可以有效地估计多线性调频信号的调频斜率.