基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统及方法。所述实时信息隐藏系统在光路中没有机械式的移动，仅通过计算机控制SLM和CCD的同步操作，这样在时间上就成为了一个实时性的信息隐藏系统，所述系统一旦搭建好以后，就不需要别的操作，只需在电脑上输入需要隐藏的信息即可，所有的编码隐藏、传输、提取过程都能快速完成，提高了信息隐藏的实时性和处理效率。采用本发明专利技术的实时信息隐藏方法进行信息隐藏和解密，能够极大增加密钥空间和信息隐藏的技术复杂度，加大信息破解的难度，提高了信息隐藏的安全性和鲁棒性。

Real time information hiding system and method based on two-dimensional code and reflection stack imaging

【技术实现步骤摘要】
基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统及方法
本专利技术涉及光学信息安全
，特别是涉及一种基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统及方法。
技术介绍
在当前信息爆炸式的发展情形下，人们对信息的安全储存、安全传输、安全处理也有着越来越高的要求，因而信息安全已经成为全球性的重大问题之一，关系到政治、经济、军事、生活等各个方面。而数字信息处理的串行性导致其速度慢、效率低，满足不了人们日益增长的信息安全需求。随着传统的数字信息安全研究持续进步，现代光学理论与技术也逐步被融入其中。1995年研究人员首先提出了基于4f成像系统的双随机相位编码光学图像加密技术。由于光学信息加密技术相比其他的计算机电子手段，具备高并行性、处理传输速度快的优势，并且光学系统中所涉及的相位、振幅、波长、偏振姿态等多种参数变化提供了丰富的密钥空间，因此在信息安全领域得到广泛应用。以光学图像加密技术为发端，光学信息安全技术经历了近三十年的蓬勃发展。2007年，美国光学学会在光学分类与索引表(OpticsClassificationandIndexingScheme,OCIS)中开始将其体现在两个子分类号(060.4785、100.4998)中，这意味着光学信息安全已开始成为一个完全独立的研究领域。叠层成像技术作为光学衍射成像技术中的一种，在光学信息安全方面已存在着不少的研究成果，但针对于反射式与实时的叠层成像技术应用于光学信息安全领域类的研究几乎没有。因此现有的光学图像加密技术往往存在实时性差、鲁棒性低的问题。>
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统及方法，以解决现有的光学图像加密技术实时性差、鲁棒性低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统，所述实时信息隐藏系统包括：激光器、反射镜、衰减器、空间滤波器、准直透镜、起偏器、小孔探针、分光棱镜、反射式的空间光调制器SLM、检偏器、电荷耦合器件CCD和计算机；所述反射镜设置在所述激光器的出射光路上；所述衰减器设置在所述反射镜的反射光路上；所述空间滤波器设置在所述衰减器的出射光路上；所述准直透镜设置在所述空间滤波器的出射光路上；所述起偏器设置在所述准直透镜的出射光路上；所述小孔探针设置在所述起偏器的出射光路上；所述分光棱镜设置在所述小孔探针的出射光路上；所述反射式的SLM设置在所述分光棱镜的透射光路上；所述检偏器设置在所述分光棱镜的反射光路上；所述CCD设置在所述检偏器的出射光路上；所述反射式的SLM和所述CCD分别与所述计算机连接。可选的，所述反射镜包括第一反射镜和第二反射镜；所述第一反射镜设置在所述激光器的出射光路上；所述第二反射镜设置在所述第一反射镜的反射光路上；所述衰减器设置在所述第二反射镜的反射光路上。可选的，所述空间滤波器包括第一光阑和针孔滤波器；所述第一光阑设置在所述衰减器的出射光路上；所述针孔滤波器设置在所述第一光阑的出射光路上；所述准直透镜设置在所述针孔滤波器的出射光路上。可选的，所述激光器为半导体激光器，用于产生波长为532nm的绿色激光光束。一种基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏方法，所述实时信息隐藏方法基于所述的实时信息隐藏系统；所述实时信息隐藏方法包括：计算机获取需要隐藏或加密的信息；所述计算机将所述信息转换为对应的二维码；将所述二维码划分为m*n张不同位置的图像；将所述m*n张不同位置的图像依次加载到SLM的液晶显示器上，并在加载每张图像时在CCD上采集相应的衍射图；采用反射式叠层成像方法对含有所述信息的所述衍射图进行隐藏，生成待传输图像；将所述待传输图像传输至解密方的电脑端；所述电脑端根据所述待传输图像提取所述衍射图；采用ePIE算法对所述衍射图进行恢复重建，生成所述信息对应的所述二维码；扫描所述二维码得到所述二维码中包含的所述信息。可选的，所述采用反射式叠层成像方法对含有所述信息的所述衍射图进行隐藏，生成待传输图像，具体包括：采用公式对含有所述信息的所述衍射图进行置乱、压缩、组合、衰减处理并隐藏于宿主图像中，生成所述待传输图像T；其中Im,n为所述二维码划分得到的第m行第n列图像对应的衍射图；φ表示衍射图的置乱过程；表示对衍射光斑进行压缩；表示将压缩后的m*n张图像组合排列为一幅m行n列的大的图像I'；α为衰减因子；H表示宿主图像。可选的，所述电脑端根据所述待传输图像提取所述衍射图，具体包括：采用公式从所述待传输图像T中提取所述衍射图Im,n；其中表示将I'拆分为m*n个单独的衍射图；表示对衍射光斑进行复原；φ-1表示复原后衍射图的排序过程。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统及方法，所述实时信息隐藏系统在光路中没有机械式的移动，仅通过计算机控制SLM和CCD的同步操作，这样在时间上就成为了一个实时性的信息隐藏系统，所述系统一旦搭建好以后，就不需要别的操作，只需在电脑上输入需要隐藏的信息即可，所有的编码隐藏、传输、提取过程都能快速完成，提高了信息隐藏的实时性和处理效率。采用本专利技术的实时信息隐藏方法进行信息隐藏和解密，能够极大增加密钥空间和信息隐藏的技术复杂度，加大信息破解的难度，提高了信息隐藏的安全性和鲁棒性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本专利技术提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统的结构示意图；图2为本专利技术提供的基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统的光路结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏方法的过程示意图；图4为本专利技术实施例提供的二维码的压缩倍数仿真图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统及方法，以解决现有的光学图像加密技术实时性差、鲁棒性低的问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。叠层成像技术作为光学衍射成像技术中的一种，在光学信息安全方面已存在着不少的研究成果，但将反射式与实时叠层成像技术应用于光学信息安全领域类的研究却鲜有介绍。本专利技术基于这种反射式的叠层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统，其特征在于，所述实时信息隐藏系统包括：激光器、反射镜、衰减器、空间滤波器、准直透镜、起偏器、小孔探针、分光棱镜、反射式的空间光调制器SLM、检偏器、电荷耦合器件CCD和计算机；/n所述反射镜设置在所述激光器的出射光路上；所述衰减器设置在所述反射镜的反射光路上；所述空间滤波器设置在所述衰减器的出射光路上；所述准直透镜设置在所述空间滤波器的出射光路上；所述起偏器设置在所述准直透镜的出射光路上；所述小孔探针设置在所述起偏器的出射光路上；所述分光棱镜设置在所述小孔探针的出射光路上；所述反射式的SLM设置在所述分光棱镜的透射光路上；所述检偏器设置在所述分光棱镜的反射光路上；所述CCD设置在所述检偏器的出射光路上；所述反射式的SLM和所述CCD分别与所述计算机连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统，其特征在于，所述实时信息隐藏系统包括：激光器、反射镜、衰减器、空间滤波器、准直透镜、起偏器、小孔探针、分光棱镜、反射式的空间光调制器SLM、检偏器、电荷耦合器件CCD和计算机；
所述反射镜设置在所述激光器的出射光路上；所述衰减器设置在所述反射镜的反射光路上；所述空间滤波器设置在所述衰减器的出射光路上；所述准直透镜设置在所述空间滤波器的出射光路上；所述起偏器设置在所述准直透镜的出射光路上；所述小孔探针设置在所述起偏器的出射光路上；所述分光棱镜设置在所述小孔探针的出射光路上；所述反射式的SLM设置在所述分光棱镜的透射光路上；所述检偏器设置在所述分光棱镜的反射光路上；所述CCD设置在所述检偏器的出射光路上；所述反射式的SLM和所述CCD分别与所述计算机连接。


2.根据权利要求1所述的实时信息隐藏系统，其特征在于，所述反射镜包括第一反射镜和第二反射镜；所述第一反射镜设置在所述激光器的出射光路上；所述第二反射镜设置在所述第一反射镜的反射光路上；所述衰减器设置在所述第二反射镜的反射光路上。


3.根据权利要求1所述的实时信息隐藏系统，其特征在于，所述空间滤波器包括第一光阑和针孔滤波器；所述第一光阑设置在所述衰减器的出射光路上；所述针孔滤波器设置在所述第一光阑的出射光路上；所述准直透镜设置在所述针孔滤波器的出射光路上。


4.根据权利要求1所述的实时信息隐藏系统，其特征在于，所述激光器为半导体激光器，用于产生波长为532nm的绿色激光光束。


5.一种基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏方...

【专利技术属性】
技术研发人员：史祎诗，马锐，罗勇，于韬，杨栋宇，祝玉鹏，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京;11