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《浙江大学》 2011年
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基于联合变换相关器的图像加密和数字水印技术的研究

秦真科  
【摘要】:光学信息处理是近50多年来发展起来的一门前沿学科。1948年全息术的发明,1955年光学传递函数的建立,以及1960年强相干光源激光的诞生,是近代光学发展史上的三件大事,也是光学信息处理的基础,而透镜的傅立叶变换效应则构成了光学信息处理的理论框架。我们研究的光学图像编码与信息隐藏技术正是信息处理和信息安全领域的重要研究内容之一,它在国家安全、个人信息防护、多媒体知识产权保护等领域有着广泛的应用前景。与传统基于数学的计算机加密方法和信息安全技术相比,光学信息安全技术具有多维度、大容量、高鲁棒性以及固有的并行处理等诸多优势,因此该领域的研究具有重要的实际意义。本论文主要讨论了双随机相位编码技术和数字水印技术,着重讨论了基于傅立叶变换全息术的数字水印技术并在此基础上提出了一种新的水印技术,即基于光学联合变换相关器的数字水印技术,并分别从理论和数值模拟实验上验证了这两种技术可以有效地应用于知识产权保护等领域,并对其安全性进行了数值模拟验证和分析。本论文的具体内容安排如下: 第一章,简要阐述了光学信息处理概况和研究现状,以及本论文的主要研究内容和已完成的工作,重点介绍了本论文所采用的研究方法和基本理论,包括傅立叶变换、傅立叶光学以及空间滤波等等。 第二章,首先介绍了基于4f系统的双随机相位编码技术,并对该方法进行了数值模拟,接下来介绍了基于分数傅立叶变换的双随机相位编码技术。最后,详细分析了基于联合变换相关器的双随机相位编码技术,该技术克服了传统双随机相位编码方法的低容偏能力和解密需要制作相位共轭板的缺点,并分别从理论推导和数值模拟两方面对该技术的可行性和优越性给出了验证,得到了较理想的结果。 第三章,我们在傅立叶变换全息术的基础上深入讨论了基于傅立叶变换全息术的数字水印技术,并进行了理论分析和数值模拟,得到了较好的模拟结果。此外,我们提出了一种新的数字水印方法,即基于光学联合变换相关器的数字水印方法,我们同样进行了理论推导和计算机模拟,证实了该方法的可行性,该方法可检测嵌入图像的隐藏信息,并通过模拟实验验证了该方法的安全性,因此证实了该技术可以有效地应用于多媒体的知识产权保护。 最后,总结已完成的工作,指出值得思考的问题和需要深入研究的领域,并对未来工作进行展望。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O438

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