Применение дополнительных входных амплитудных масок в системах оптического кодирования с пространственно-некогерентным освещением
Евтихиев Н.Н., Краснов В.В., Черёмхин П.А., Шифрина А.В.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия

Аннотация:
Предложено использование дополнительных входных амплитудных масок в системах оптического кодирования с пространственно-некогерентным освещением для повышения отношения сигнал/шум в декодированных изображениях и увеличения визуальной скрытности кодированных изображений. Проведено компьютерное моделирование оптического кодирования с использованием данных масок для различных полутоновых изображений и ключей кодирования с широким диапазоном параметров. Получено, что применение дополнительных входных амплитудных масок приводит к увеличению отношения сигнал/шум в декодированном изображении более чем в 2 раза, а также значительно увеличивает визуальную скрытность кодированного изображения.

Ключевые слова:
оптическое кодирование, некогерентное освещение, амплитудные маски, оптическая свертка.

Цитирование:
Евтихиев, Н.Н. Применение дополнительных входных амплитудных масок в системах оптического кодирования с пространственно-некогерентным освещением / Н.Н. Евтихиев, В.В. Краснов, П.А. Черёмхин, А.В. Шифрина // Компьютерная оптика. – 2017 – Т. 41, № 3. – С. 391-398. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-3-391-398.

Литература:

  1. Refregier, P. Optical image encryption based on input plane and Fourier plane random encoding / P. Refregier, B. Javidi // Optics Letters. – 1995. – Vol. 20(7). – P. 767-769. – DOI: 10.1364/OL.20.000767.
  2. Unnikrishnan, G. Optical encryption by double-random phase encoding in the fractional Fourier domain / G. Unnikrishnan, J. Joseph, K. Singh // Optics Letters. – 2000. – Vol. 25(12). – P. 887-889. – DOI: 10.1364/OL.29.001584.
  3. Краснов, В.В. Оптическое кодирование массивов двоичных чисел в пространственно-некогерентном свете / В.В. Краснов, С.Н. Стариков, Р.С. Стариков, П.А. Че­рёмхин // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2015. – Т. 58, № 10. – С. 29-36.
  4. Evtikhiev, N.N. Method of optical image coding by time integration / N.N. Evtikhiev, S.N. Starikov, P.A. Cheryomkhin, V.V. Krasnov, V.G. Rodin // Proceedings of SPIE. – 2012. – Vol. 8429. – 84291P. – DOI: 10.1117/12.922540.
  5. Cathey, W.T. New paradigm for imaging systems / W.T. Cathey, E.R. Dowski // Applied Optics. – 2002. – Vol. 41(29). – P. 6080-6092. – DOI: 10.1364/AO.41.006080.
  6. Cheremkhin, P.A. Generation of keys for image optical encryption in spatially incoherent light aimed at reduction of image decryption error / P.A. Cheremkhin, N.N. Evtikhiev, V.V. Krasnov, V.G. Rodin, S.N. Starikov // Proceedings of SPIE. – 2014. – Vol. 9131. – 913125. – DOI: 10.1117/12.2052723.
  7. Li, J. Optical image encryption and hiding based on a modified Mach-Zehnder interferometer / J. Li, L. Shen, Y. Pan, R. Li // Optics Express. – 2014. – Vol. 22, Issue 4. – P. 4849-4860. – DOI: 10.1364/OE.22.004849.
  8. Liu, Z. Color image encryption by using the rotation of color vector in Hartley transform domains / Z. Liu, J. Dai, X. Sun, S. Liu // Optics and Lasers in Engineering. – 2010. – Vol. 48, Issue 7. – P. 800-805. – DOI: 10.1016/j.optlas­eng.2010.02.005.
  9. Barrera, J.F. Optical encryption and QR codes: Secure and noise-free information retrieval / J.F. Barrera, A. Mira, R. Torroba // Optics Express. – 2013. – Vol. 21, Issue 5. – P. 5373-5378. – DOI: 10.1364/OE.21.005373.
  10. Cheremkhin, P.A. QR code optical encryption using spatially incoherent illumination / P.A. Cheremkhin, V.V. Krasnov, V.G. Rodin, R.S. Starikov // Laser Physics Letters. – 2017. – Vol. 14, Issue 2. – 026202. – DOI: 10.1088/1612-202X/aa5242.
  • Lesem, L.B. The kinoform: A new wavefront reconstruction device / L.B. Lesem, P.M. Hirsch, J.A. Jordan // IBM Journal of Research and Development. – 1969. – Vol. 13, Issue 2. – P. 150-155. – DOI: 10.1147/rd.132.0150.
  • Котляр, В.В. Кодирование дифракционных оптических элементов методом локального фазового скачка / В.В. Котляр, С.Н. Хонина, А.С. Мелехин, В.А. Сойфер // Компьютерная оптика – 1999. – № 19. – С. 54-64.
  • Qu, W. Precise design of two-dimensional diffractive optical elements for beam shaping / W. Qu, H. Gu, Q. Tan, G. Jin // Applied Optics. – 2015. – Vol. 54(21). – P. 6521-6525. – DOI: 10.1364/AO.54.006521.
  • Хонина, С.Н. Формирование лазерных пучков Эйри с помощью бинарно-кодированных дифракционных оптических элементов для манипулирования микрочастицами / С.Н. Хонина, Р.В. Скиданов, О.Ю. Моисеев // Компьютерная оптика – 2009. – Т. 33, № 2. – С. 138-146.
  • Rahlves, M. Flexible, fast, and low-cost production process for polymer based diffractive optics / M. Rahlves, M. Rezem, K. Boroz // Optics Express. – 2015. – Vol. 23(3). – P. 3614-3622. – DOI: 10.1364/OE.23.003614.
  • Janesick, J. Scientific charge-coupled devices / J. Janesick. – Bellingham, Washington: SPIE Press, 2001. – 906 p. – ISBN: 0-8194-3698-4.
  • Арсенин, В.Я. Методы решения некорректных задач / В.Я. Арсенин, А.Н. Тихонов. – М.: Наука, 1979. – 288 c.
  • Cheremkhin, P.A. Application of input amplitude masks in image encryption with spatially incoherent illumination for increase of decrypted images signal-to-noise ratio / P.A. Cheremkhin, N.N. Evtikhiev, V.V. Krasnov, D.Y. Molodtsov, V.G. Rodin, A.V. Shifrina // Proceedings of SPIE. – 2016. – Vol. 9889. – 988911. – DOI: 10.1117/12.2227596.
  • Ярославский, Л.П. Методы цифровой голографии / Л.П. Ярославский, Н.С. Мерзляков. – М.: Наука, 1977. – 192 с.
  • Saleh, B.E.A. Fundamentals of photonics / B.E.A. Saleh, M.C. Teich. – New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore: John Wiley & Sons, Inc.; 1991. – ISBN: 978-0-471-83965-1.
  • Fienup, J.R. Invariant error metrics for image reconstruction / J.R. Fienup, //Applied Optics. – 1997. – Vol. 36(32). – P. 8352-8357. – DOI: 10.1364/AO.36.008352.


  • © 2009, IPSI RAS
    Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20