沈学举，刘旭敏，许芹祖，林 超

(军械工程学院，石家庄050003)

引 言

近年来，光学信息处理已广泛用于光学图像加密，由于光学信息处理系统固有的高并行性、高处理速度与维度以及多加密参量，极大地增强了加密系统的安全性和有效性，使光学图像加密技术的研究成为了信息安全领域的研究热点［1-15］。在已报道的一些光学图像加密方法［1-3，7-14］中，最基本的是双随机相位加密方法，但在光学实现过程中一般是将随机相位模板(random phasemask，RPM)上载到光路中的空间光调制器上，需要把相位映射或编码为实数，此过程中可实现的相位值的分辨力和范围受限，存在较大误差。为提高编码精度，参考文献［7］中分析了图像加密中二值随机相位模板(binary random phasemask，BRPM)的特性。另外许多研究者利用参量复用技术可实现多幅图像加密，例如角度［8］、波长［9］、位移［10］、偏振［11］、旋转［12］、孔径［13］等复用不仅实现多幅图像加密，且在一定程度上增强抗攻击能力。

为进一步简化加密系统，作者将参考文献［14］中的光学菲涅耳变换换成4f系统，采用球面波照明，仅在4f系统的频谱面上置1个二值随机相位模板，利用参考光束入射角度复用和计算机处理实现多幅光学图像加密和隐藏。在原理分析的基础上数值模拟了图像的加密、隐藏和解密过程，对加密隐藏效果及其影响因素进行了分析。

1 原理分析

1.1 加密原理分析

单幅图像加密过程示意图如图1所示，点光源发出球面波照明输入面上的待加密原始图像，在频谱面上插入1个二值随机相位模板，在4f系统输出面上入射角为α的参考光和输出光场干涉由CCD记录下干涉场即为全息图。……