《時頻聯合變換域的圖像信息光學加密技術研究》是依託東北大學，由郎俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：時頻聯合變換域的圖像信息光學加密技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郎俊
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
圖像加密是資訊時代保護圖像信息安全的重要手段，以數學為基礎的傳統計算機安全技術在處理速度與安全性之間存在難以彌合的矛盾，已成為制約信息安全的瓶頸。與電子處理方法相比，光學信息處理恰恰在處理速度、並行性、加密維度、安全性等方面具有得天獨厚的優勢，因此探索和開發光學信息安全系統具有很高的學術和套用價值。.本項目擬利用分數傅立葉變換的時頻信息聯合表示特性和光學屬性，以發展分數傅立葉變換的基礎理論和豐富其在圖像加密方面的套用體系為目的，研究基於分數傅立葉變換的光學加密關鍵技術。重點研究分數傅立葉變換的多樣性理論和光學實現，為算法可持續發展提供理論基礎。針對圖像數據特點以及現有加密算法的不足，結合密碼學基本原理以及分數傅立葉變換的信號處理特性，設計滿足網路化、數位化傳輸需求的圖像加密新理論和新方法，構建分數傅立葉域的保密通信方案和信息保護系統，可為進一步推廣光學在信息安全領域套用提供新思路、新技術。
結題摘要
圖像加密是資訊時代保護圖像信息安全的重要手段，以數學為基礎的傳統計算機安全技術在處理速度與安全性之間存在難以彌合的矛盾，已成為制約信息安全的瓶頸。與電子處理方法相比，光學信息處理恰恰在處理速度、並行性、加密維度、安全性等方面具有得天獨厚的優勢，因此探索和開發光學信息安全系統具有很高的學術和套用價值。 本項目利用分數傅立葉變換的時頻信息聯合表示特性和光學屬性，以發展分數傅立葉變換的基礎理論和豐富其在圖像加密方面的套用體系為目的，研究基於分數傅立葉變換的光學加密關鍵技術。重點研究分數傅立葉變換的多樣性理論和光學實現，為算法可持續發展提供理論基礎。針對圖像數據特點以及現有加密算法的不足，結合密碼學基本原理以及分數傅立葉變換的信號處理性質，設計滿足網路化、數位化傳輸需求的圖像加密新理論和新方法，構建分數傅立葉域的保密通信方案和信息保護系統，可為進一步推廣光學在信息安全領域套用提供新思路、新技術。 在三年的工作中，我們按照原定計畫對項目提出的研究內容進行了細緻而深入的研究。本項目利用光學系統的復振幅信息處理能力，將實值原圖分成多通道再相位編碼併合成，然後通過分數傅立葉光學系統處理再拆分成多通道，設計了具有保實值性質分數傅立葉變換，便於數字存儲和傳輸。利用RGB色彩混合和三通道聯合混沌置亂操作，研究了基於保實值分數傅立葉變換和色彩混合的彩色圖像的編碼加密算法，可減少密文數據量。利用壓縮感知理論預測混沌系統的分支參數，設計基於混沌序列的光學密碼系統的密鑰安全分配方法。此外，隨著研究的深入，我們發現分數傅立葉變換的時頻信息聯合表示特性具有更加廣泛的套用領域，除本項目規定研究內容以外，我們還研究了分數傅立葉變換在數字水印技術和多光譜圖像融合技術兩個方面的套用，並取得了豐碩的研究成果，在光學領域國際期刊和學術會議上共發表論文8篇，其中SCI檢索5篇，EI檢索6篇，ISTP檢索1篇。申請國家發明專利4項，入選第九批遼寧省百千萬工程人才項目，培養碩士生9名，先後派5人去訪學、交流或參加國際會議。
