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基于多模光纤散斑的压缩感知在光学图像加密中的应用
被引量:
11
1
作者
胡耀华
刘艳
+4 位作者
穆鸽
秦齐
谭中伟
王目光
延凤平
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期122-131,共10页
为了安全高效地对图像信息进行传输,提出了一种新颖的基于多模光纤散斑的压缩感知结合双随机相位编码的光学图像加密方法.多模光纤产生的光斑作为压缩感知的测量矩阵,完成对图像的第一次压缩和加密,并且充当第一级密钥;再利用双随机相...
为了安全高效地对图像信息进行传输,提出了一种新颖的基于多模光纤散斑的压缩感知结合双随机相位编码的光学图像加密方法.多模光纤产生的光斑作为压缩感知的测量矩阵,完成对图像的第一次压缩和加密,并且充当第一级密钥;再利用双随机相位编码技术进行第二次加密,实现对图像的完整加密过程,随机相位掩模板充当第二级密钥,解密过程与此相反.通过将光斑测量矩阵与用于压缩感知的常用随机测量矩阵进行对比研究后发现,使用光斑测量矩阵解密后的图像质量更好,而且相比于其他随机测量矩阵在硬件实现上的复杂性与高成本,光斑矩阵可以很容易地通过简单的光学器件来获得,且可以利用工作波长的改变来进行变换,也即第一级密钥非常容易变换.同时经研究表明,本文方法可以有效抵抗统计分析、噪声干扰和剪切等攻击,且对密钥敏感性高,具有良好的鲁棒性和安全性.因此,本文提出的这种基于光斑矩阵的压缩感知与双随机相位编码结合起来的加密方法,可以获得良好的加密效果与极大的密钥空间,并且易于在光学领域整合.
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关键词
多模光纤散斑
压缩感知
光学图像加密
双随机相位编码
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职称材料
多模光纤光斑图样在传感领域的应用与发展
2
作者
穆鸽
刘艳
+1 位作者
秦齐
胡耀华
《光通信技术》
北大核心
2020年第12期37-41,共5页
随着光斑检测技术和图像处理技术的不断发展与进步,基于多模光纤光斑的传感技术日益成熟,利用多模光纤输出光斑图样携带的光纤空间状态信息可得到光纤的受干扰信息及其受干扰程度,具有重要的应用价值。从各个应用领域出发,详细介绍了多...
随着光斑检测技术和图像处理技术的不断发展与进步,基于多模光纤光斑的传感技术日益成熟,利用多模光纤输出光斑图样携带的光纤空间状态信息可得到光纤的受干扰信息及其受干扰程度,具有重要的应用价值。从各个应用领域出发,详细介绍了多模光纤光斑图样的应用与发展。层出不穷的研究成果和丰富的应用场景都体现出光纤光斑传感技术有着巨大的发展潜力。最后,展望了未来多模光纤光斑图样在传感领域的研究方向。
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关键词
多模光纤
光纤传感
光斑图样
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职称材料
基于D型光纤光斑图的折射率传感特性研究
3
作者
蔡露
李尚文
+1 位作者
王敏
赵勇
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期118-127,共10页
本文设计并制备了一种单模-D型-多模光纤结构,利用光纤传导模式间的干涉以及D型光纤的非对称结构,获得对外界变化响应极其灵敏的光斑图,并基于纹理特征算法解调出光斑的特征值,由特征值与折射率之间的一一对应关系实现折射率传感。对传...
本文设计并制备了一种单模-D型-多模光纤结构,利用光纤传导模式间的干涉以及D型光纤的非对称结构,获得对外界变化响应极其灵敏的光斑图,并基于纹理特征算法解调出光斑的特征值,由特征值与折射率之间的一一对应关系实现折射率传感。对传感特性的研究中,从仿真与实验的角度讨论了不同抛磨长度、抛磨深度对传感特性的影响,仿真与实验结果均表明,抛磨长度2 mm和抛磨深度18μm参数的D型光纤结构折射率传感特性最佳,仿真与实验结果一致,证明了研究方法的正确性以及D型光纤光斑传感器进行折射率传感的可行性。实验中,能量值(EN)折射率测量灵敏度最高可达-1.86/RIU,拟合度达到0.964,相关性值(COR)折射率检测灵敏度最高可达-0.23/RIU,拟合度达到0.979。由于光斑检测的分辨力极高,因此,该方法为高分辨力折射率测量提供了很好的思路。
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关键词
折射率传感器
光纤光斑图
D型光纤
纹理特征算法
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职称材料
题名
基于多模光纤散斑的压缩感知在光学图像加密中的应用
被引量:
11
1
作者
胡耀华
刘艳
穆鸽
秦齐
谭中伟
王目光
延凤平
机构
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期122-131,共10页
基金
国家自然科学基金(批准号:61975009,61827818,61775015)资助的课题~~
文摘
为了安全高效地对图像信息进行传输,提出了一种新颖的基于多模光纤散斑的压缩感知结合双随机相位编码的光学图像加密方法.多模光纤产生的光斑作为压缩感知的测量矩阵,完成对图像的第一次压缩和加密,并且充当第一级密钥;再利用双随机相位编码技术进行第二次加密,实现对图像的完整加密过程,随机相位掩模板充当第二级密钥,解密过程与此相反.通过将光斑测量矩阵与用于压缩感知的常用随机测量矩阵进行对比研究后发现,使用光斑测量矩阵解密后的图像质量更好,而且相比于其他随机测量矩阵在硬件实现上的复杂性与高成本,光斑矩阵可以很容易地通过简单的光学器件来获得,且可以利用工作波长的改变来进行变换,也即第一级密钥非常容易变换.同时经研究表明,本文方法可以有效抵抗统计分析、噪声干扰和剪切等攻击,且对密钥敏感性高,具有良好的鲁棒性和安全性.因此,本文提出的这种基于光斑矩阵的压缩感知与双随机相位编码结合起来的加密方法,可以获得良好的加密效果与极大的密钥空间,并且易于在光学领域整合.
关键词
多模光纤散斑
压缩感知
光学图像加密
双随机相位编码
Keywords
multimode
fiber specklegram
compressive sensing
optical image encryption
double random phase encoding
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
多模光纤光斑图样在传感领域的应用与发展
2
作者
穆鸽
刘艳
秦齐
胡耀华
机构
北京交通大学光波技术研究所
出处
《光通信技术》
北大核心
2020年第12期37-41,共5页
基金
国家自然科学基金(61975009)资助。
文摘
随着光斑检测技术和图像处理技术的不断发展与进步,基于多模光纤光斑的传感技术日益成熟,利用多模光纤输出光斑图样携带的光纤空间状态信息可得到光纤的受干扰信息及其受干扰程度,具有重要的应用价值。从各个应用领域出发,详细介绍了多模光纤光斑图样的应用与发展。层出不穷的研究成果和丰富的应用场景都体现出光纤光斑传感技术有着巨大的发展潜力。最后,展望了未来多模光纤光斑图样在传感领域的研究方向。
关键词
多模光纤
光纤传感
光斑图样
Keywords
multi-mode
fiber
optical
fiber
sensing
specklegram
分类号
TN247 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
基于D型光纤光斑图的折射率传感特性研究
3
作者
蔡露
李尚文
王敏
赵勇
机构
东北大学秦皇岛分校控制工程学院
东北大学秦皇岛分校河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室
东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期118-127,共10页
基金
国家自然科学基金(61803076)
河北省高等学校科学技术研究项目重点项目(ZD2020406)
+1 种基金
教育部中央高校基本科研服务费(N2123011)
河北省自然科学基金(F2022501028)项目资助。
文摘
本文设计并制备了一种单模-D型-多模光纤结构,利用光纤传导模式间的干涉以及D型光纤的非对称结构,获得对外界变化响应极其灵敏的光斑图,并基于纹理特征算法解调出光斑的特征值,由特征值与折射率之间的一一对应关系实现折射率传感。对传感特性的研究中,从仿真与实验的角度讨论了不同抛磨长度、抛磨深度对传感特性的影响,仿真与实验结果均表明,抛磨长度2 mm和抛磨深度18μm参数的D型光纤结构折射率传感特性最佳,仿真与实验结果一致,证明了研究方法的正确性以及D型光纤光斑传感器进行折射率传感的可行性。实验中,能量值(EN)折射率测量灵敏度最高可达-1.86/RIU,拟合度达到0.964,相关性值(COR)折射率检测灵敏度最高可达-0.23/RIU,拟合度达到0.979。由于光斑检测的分辨力极高,因此,该方法为高分辨力折射率测量提供了很好的思路。
关键词
折射率传感器
光纤光斑图
D型光纤
纹理特征算法
Keywords
refractive index sensor
fiber specklegram
D-type
fiber
texture feature algorithm
分类号
TH741 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多模光纤散斑的压缩感知在光学图像加密中的应用
胡耀华
刘艳
穆鸽
秦齐
谭中伟
王目光
延凤平
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
11
下载PDF
职称材料
2
多模光纤光斑图样在传感领域的应用与发展
穆鸽
刘艳
秦齐
胡耀华
《光通信技术》
北大核心
2020
0
下载PDF
职称材料
3
基于D型光纤光斑图的折射率传感特性研究
蔡露
李尚文
王敏
赵勇
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
已选择
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