Оптическое криптографическое кодирование изображений в пространственно-некогерентном свете

• Автор: Краснов, Виталий Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОПТИЧЕСКОЕ КОДИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ. МЕТОД КОДИРОВАНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ВРЕМЕННОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ
1.1 Оптическое кодирование в пространственно-некогерентном монохроматическом свете с использованием ДОЭ
1.2 Оптическое кодирование изображений с временным интегрированием
1.3. Основные задачи, решавшиеся в работе
Выводы главы
ГЛАВА 2. СОЗДАНИЕ АМПЛИТУДНЫХ МАССИВОВ С ЗАДАННЫМИ СПЕКТРАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ СИСТЕМ ОПТИЧЕСКОГО КОДИРОВАНИЯ
2.1 Обзор методов генерации амплитудных массивов с постоянными спектрами мощности
2.2. Модифицированный метод Герчберга-Сэкстона для генерации массивов с заданным распределением амплитуд Фурье-спектра
2.3. Метод прямого поиска со случайной траекторией для генерации массивов с заданным распределением амплитуд Фурье-спектра.
2.4. Сравнительная оценка устойчивости спектров ППСТ, ГС, 1ЖА и случайных массивов к шумам и геометрическим искажениям
2.5. Генерация ключей для конволюционных методов оптического кодирования изображений в пространственно-некогерентном свете.
Выводы главы
ГЛАВА 3. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДВУМЕРНЫХ МОДУЛЯЦИОННЫХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
3.1. Методы измерения МПФ
3.2. Метод измерения двумерных модуляционных передаточных функции оптических систем
3.3. Измерение двумерной модуляционной передаточной функции камеры предложенным методом
Выводы главы

ГЛАВА 4. ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ФАЗОВОГО ЖК ПВМС ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ЕГО РАБОТЫ В СХЕМАХ ОПТИЧЕСКОГО КОДИРОВАНИЯ
4.1. Флюктуации фазы в ЖК ПВМС
4.2. Схема синхронизации ЖК ПВМС
4.3. Измерение фазовой модуляции ПВМС HOLOEYE PLUTO VIS.... 65 Выводы главы
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕАЛИЗАЦИИ ОПТИЧЕСКОГО КОДИРОВАНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕННОНЕКОГЕРЕНТНОМ СВЕТЕ
5.1. Схема оптического кодирования с временным интегрированием с использованием ЖК дисплея
5.1.1. Описание экспериментальной установки
5.1.2. Устранение эффекта муаровых полос
5.1.3. Эксперименты по оптическому кодированию изображений с временным интегрированием
5.1.4. Минимизация неоднородности яркости пикселей
5.2. Оптическое кодирование с временным интегрированием с использованием фазового ЖК ПВМС
5.3. Оптическое кодирование цифровой информации
5.3.1. Методы кодирования цифровой информации
5.3.2. Методы оптического кодирования изображений
5.3.3. Схема оптического кодирования цифровой информации с пространственно-некогерентным освещением и возможности ее аппаратной реализации
5.3.4. Численное моделирование системы оптического кодирования цифровой информации с пространственно-некогерентным освещением
Выводы главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
Актуальность темы
В настоящее время существуют и активно развиваются методы оптического кодирования информации, характеризующиеся высоким быстродействием, параллелизмом и отсутствием сопутствующего излучения в радиодиапазоне. Широко распространены системы кодирования в пространственно-когерентном монохроматичном свете. Среди наиболее известных - кодирование с двойной случайной фазой. [1-5]. Кодирование при этом осуществляется в монохроматическом пространственно-когерентном свете с использованием двух случайных фазовых масок. Такие системы обладают высокой криптостойкостью. В качестве кодирующих ключей в таких системах используются случайные фазовые маски. Однако, ввиду необходимости регистрации фазы, такие системы требуют голографических методов регистрации и, соответственно сложных оптических схем. Протяженность импульсных откликов случайных фазовых масок приводит к низкому качеству декодируемых изображений.
Для упрощения схемы кодирования и повышения качества декодирования возможен переход от пространственно-когерентного монохроматического излучения к пространственно-некогерентному. В этом случае уже не требуется регистрация фазы, что позволяет отказаться от голографической схемы записи. Процесс кодирования при этом может быть осуществлен прохождением монохроматического пространственнонекогерентного излучения от кодируемого объекта через дифракционный оптический элемент (ДОЭ), в результате чего образуется свертка изображения объекта с функцией рассеяния точки (ФРТ) - импульсным откликом ДОЭ [6-7]. Принципиальная возможность оптического кодирования в некогерентном свете была продемонстрирована Е. Та]а1шегсе,
В. 1ачсП и др. в работе [8], однако использование случайных фазовых масок в
CKO(N) = ~j + Ofil,
(2.2)
с коэффициентом детерминации 0,96.
Рис. 2.11. Зависимость СКО распределения амплитуд Фурье-спектра от размера стороны массива для ППСТ метода
Таким образом, разработан итеративный метод прямого поиска со случайной траекторией. Метод позволяет генерировать массивы с заданной размерностью и требуемым числом градаций, обладающие нормированным СКО распределения амплитуд Фурье-спектра от 0,002 (для 256 градаций при размере масок 64><64 пикселей и более). В отличие от метода Герчберга-Сэкстона, данный метод характеризуется высокими вычислительными