基于分数阶傅里叶变换光学加密影片

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1、原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：二扭肄日期：玉到--年上月1日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，

2、可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：璋样导师签名日期：址年上月上日亟±坐位论室摘要基于分数阶傅里叶变换的光学加密影片摘要：在当今信息时代，影片信息的获取、处理和应用等都获得了飞速的发展，影片信息与人们的学习、工作、生活都息息相关。随着Internet的快速发展，大量的影片信息在Internet上进行传播，影片信息的安全问题日渐明显，如何对这些影片信息进行加密逐渐成为一个重要的研究方向，光学加密技术很好地解决了这个问

3、题。然而现有的光学影片加密方法只是基于双随机相位的，只有二重密钥，影片仍然存在被破解的风险，如何提高影片的安全性成为了一个亟需解决的问题。本文在已有的光学影片加密方法的基础上提出了一种基于分数阶傅里叶变换的光学影片加密方法。该方法通过余弦型振幅光栅和0调制技术对影片的所有帧进行调制，然后将调制后的所有帧合成一张图像，利用分数阶傅里叶变换和双随机相位对这张图像进行加密得到加密图像；影片的恢复过程则是先对解密影片作傅里叶变换，由于光栅的作用，其结果是在傅里叶平面上会有多圈衍射斑，用适当的滤波器将衍射斑过滤出来后再进行傅里叶逆变换，便能将影片的

4、所有图片帧还原出来，实现影片的解密。本文针对该方法进行了计算机仿真和实验实现，计算机仿真和实验的结果和理论相一致，影片的图片基本都恢复出来了，图像比较清楚，很容易识别。在选取滤波孔径大小和形状的时候，其性能会影响恢复图像的清晰度，恢复图片还包含着一些噪声，但是不影响识别。本文的主要研究成果为：利用分数阶傅里叶变换的分数阶次，使影片的密钥从二重变为了四重，提高了系统的安全性，增加了影片的保密性；将光栅调制部分提前到了加密过程之前，使得加密和解密时不需要对每一帧图片都进行加密和解密，总共只要进行一次加密和解密即可，从而优化了算法，简化了过程。

5、关键词：光学影片加密；分数阶傅里叶变换；余弦型振幅光栅；0调制技术分类号：TP312II亟±堂僮论塞△垦墨Ⅱ坠鲤All—opticalencryptedmoviebasedonfractionalFouriertransformABSTRACT：Informationagehasseenthegreatdevelopmentofacquisition，processingandapplicationsofmoviesandvideos．Movies／videosarehighlyrelatedtopeople’Sdailylife．Wit

6、hwideuseoftheInternet，peoplehaveaccesstoagreatnumberofmoviesandvideosviatheIntemet，whichmakessecurityacriticalissue．Therefore，encryptionformovieshasgivenrisetointensiveresearchinterestsinrecentyears．Traditionally,opticalcryptographictechniquesaleusedtoenhancetheconfidenti

7、alityofmovies．However,theexistingopticalcryptographictechniquesarebasedonthedoublerandomphasemethod，whichmeansthatonlydoublekeysareusedtoencryptthemovies，SOtheriskthatthecontentsofthemoviescouldbeleakedremains．Inthisthesisweproposeanopticalcryptographicschemeformovies／vid

8、eosbasedonthefractionalFouriertransfoITfl．Theschemeconsistsoftwophases：encryptionanddecryption．I