一種基于熱光鬼成像原理的圖像加密傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于熱光鬼成像原理的圖像加密傳輸方法，屬于信息安全領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是為了解決圖像加密過程中存在失真和降低壓縮率問題，利用熱光鬼成像雙光路符合測量所得圖像數(shù)據(jù)的特點，通過置亂其中一條光路所采集的信號序列實現(xiàn)圖像的加密傳輸，利用密鑰（正確的變換矩陣）復原加密置亂后的脈沖序列，然后再經(jīng)過符合測量實現(xiàn)圖像的解密。本發(fā)明的效果和益處是提供了基于熱光鬼成像的圖像加密傳輸方法，由于在加密算法中引入了熱光鬼成像原理，所以本加密算法安全性高，無失真并且不會降低圖像的壓縮比。
【專利說明】一種基于熱光鬼成像原理的圖像加密傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于信息安全【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種圖像數(shù)據(jù)的加密傳輸方法，尤其是一種基于熱光鬼成像原理的圖像加密傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著因特網(wǎng)技術(shù)的的飛速發(fā)展，目前已進入了信息化時代，如何保證信息傳輸?shù)乃俣群桶踩哂蟹浅Ｖ匾囊饬x，數(shù)字圖像因為其包含信息豐富直觀，已成為主要的網(wǎng)絡交互對象之一。圖像交互在軍事系統(tǒng)、政府機構(gòu)、金融系統(tǒng)和醫(yī)療保健等重要機構(gòu)中得到了廣泛應用。圖像傳輸?shù)陌踩珕栴}令人擔心，受到人們的普遍重視。如何保證數(shù)字圖像的安全交互，防止圖像被第三方截獲、惡意篡改、非法拷貝和傳播變得非常重要。圖像加密用于保證圖像的保密性，是圖像安全技術(shù)的核心。經(jīng)典的圖像加密是利用數(shù)字圖像的矩陣特征，在圖像的空間域(或變換域)，按某種變換規(guī)則，改變像素(或變換域系數(shù))的位置或值，將有意義的原始圖像變得“雜亂無章”，使其失去原有外觀，變換成類似于信道隨機噪聲的信息。利用這一思想人們已設計出眾多的圖像加密算法:基于現(xiàn)代密碼體制的圖像加密、基于矩陣變換的圖像加密、基于混沌的圖像加密、基于分存的圖像加密、基于頻域的圖像加密、基于SCAN語言的加密和基于DNA計算的圖像加密等。
[0003]但是上述各種加密算法存在的共同問題是:在對數(shù)字圖像進行加密和解密過程中，都存在不同程度的失真；同時加密算法都破壞了像素之間的相關(guān)性，降低了圖像的壓縮率，給圖像傳輸帶來不便。圖像加密技術(shù)總體沿著如何進一步提高安全性、加密效率和壓縮比的方向發(fā)展。本發(fā)明充分考慮了熱光鬼成像所得圖像數(shù)據(jù)的特點，提出了一種利用熱光鬼成像原理實現(xiàn)圖像加密傳輸?shù)姆椒āＴ摲椒蓪崿F(xiàn)圖像的無失真加密傳輸，并且不改變圖像的壓縮率。
[0004]熱光鬼成像是利用`熱光源的二階關(guān)聯(lián)特性，通過符合測量對物體進行成像。這種成像的特點是參考光不經(jīng)過物體，只包含光源的光場分布信息；而信號光包含物體信息，但是不具有分辨率；只有將這兩個信號一一對應進行符合測量之后才會得到物體的像，單一的任何一個信號都不會得到物體像。熱光鬼成像用于圖像加密傳輸?shù)氖疽鈭D如圖1所示。其中6代表桶探測器，用于接收通過物體的總光強，而8是CCD探測器，用于對熱光源的光強分布進行測量，關(guān)聯(lián)器用于計算兩個探測器所探測到光強的二階關(guān)聯(lián)函數(shù)，實現(xiàn)對兩個信號的符合測量。鬼成像時，利用熱光照射旋轉(zhuǎn)的毛玻璃2，然后經(jīng)過一個50:50分束器3把產(chǎn)生的贗熱光分成兩束:其中一束光(信號光)照射待成像物體4，再用探測器6對透過待成像物體的光強進行桶探測；另外一束光(參考光)經(jīng)成像透鏡7將光源分布信息調(diào)制到CCD8上，最后對兩束光進行光強符合測量即可在參考臂上得到待成像物體的像。成像過程中，從光源發(fā)出的兩束光必須同時到達兩光路的探測器，光強的符合算法是首先選定一時間窗口，將兩路信號轉(zhuǎn)化為電壓或數(shù)值信號，如圖所示物臂形成信號序列A1A^An,參考臂
i;N
形成信號序列M1M^Mn,關(guān)聯(lián)器的符合計算通過計算機實現(xiàn)。當兩光路所采集信號
1-ι不是同時到達，則得不到物體的像。圖4和圖5為分別對信號序列錯一位和錯十位進行符合后的成像結(jié)果，成像算法中，為提高圖像的對比度，減去了背景噪聲。實驗結(jié)果顯示為了得到物體的像，兩組數(shù)據(jù)序列必須滿足一一對應的符合。從符合原理可看出，通過置亂脈沖序列實現(xiàn)的圖像加密，在解密過程中，不存在圖像的失真，并且加密過程不會改變圖像的壓縮率。對于熱光鬼成像的研究主要圍繞其理論解釋展開，實際應用中，熱光鬼成像主要圍繞提高成像質(zhì)量和成像速度展開，而對于鬼成像圖像的加密傳輸?shù)难芯縿t很匱乏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種基于熱光鬼成像原理的圖像加密傳輸方法，該方法能夠解決圖像加密過程中存在失真和降低壓縮率問題。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0007]這種基于熱光鬼成像原理的圖像加密傳輸方法，包括以下步驟:
[0008]I)加密:利用熱光鬼成像雙光路符合測量所得圖像數(shù)據(jù)的特點，通過置亂其中一條光路所采集的數(shù)據(jù)序列實現(xiàn)圖像的加密傳輸；或者通過置亂參考光光路所采集的信號序列實現(xiàn)圖像的加密傳輸；
[0009]2)解密:利用密鑰復原加密置亂后的數(shù)據(jù)序列，然后再經(jīng)過符合測量實現(xiàn)圖像的解密。
[0010]進一步，以上公共信道傳輸?shù)膱D像信息為參考光光路采集信息M1M^Mn和置亂后的信號光光路采集信息;其中N為自然數(shù)；物體的像只有在用戶方通過正確的密鑰
解密后，利用計算機通過符合測量
【權(quán)利要求】
1.一種基于熱光鬼成像原理的圖像加密傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)加密:利用熱光鬼成像雙光路符合測量所得圖像數(shù)據(jù)的特點，通過置亂其中一條光路所采集的數(shù)據(jù)序列實現(xiàn)圖像的加密傳輸；或者通過置亂參考光光路所采集的信號序列實現(xiàn)圖像的加密傳輸； 2)解密:利用密鑰復原加密置亂后的數(shù)據(jù)序列，然后再經(jīng)過符合測量實現(xiàn)圖像的解密。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱光鬼成像原理的圖像加密傳輸方法，其特征在于，公共信道傳輸?shù)膱D像信息為參考光光路采集信息M1M^Mn和置亂后的信號光光路采集信息;其中N為自然數(shù)；物體的像只有在用戶方通過正確的密鑰解密后，利用計算機通過符合測量
【文檔編號】H04N1/32GK103780795SQ201410022800
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】劉建彬, 高磊, 劉動, 徐卓 申請人:西安交通大學