共軛對(duì)稱延拓計(jì)算全息與全息水印.pdf

1、全息顯示是真三維立體顯示的最終解決方案，計(jì)算全息與傳統(tǒng)的光學(xué)全息相比在信息的數(shù)字存儲(chǔ)和光電再現(xiàn)方面具有更大的優(yōu)勢。對(duì)計(jì)算全息新算法的探索具有重要的學(xué)術(shù)意義，基于計(jì)算全息的顯示技術(shù)在三維電視和多媒體展示等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。計(jì)算全息和數(shù)字水印相結(jié)合的全息水印是一種信息隱藏新技術(shù)，由于全息圖的不可撕毀性等特點(diǎn)，全息水印具有很強(qiáng)的魯棒性，特別是抗幾何攻擊能力，為保護(hù)數(shù)字圖像、視頻和硬拷貝的知識(shí)產(chǎn)權(quán)提供新的有效手段。 本論文研究基于

2、共軛對(duì)稱延拓的Fourier計(jì)算全息新方法，提出將物光波進(jìn)行共軛對(duì)稱延拓，經(jīng)快速Fourier變換直接生成實(shí)函數(shù)，對(duì)實(shí)函數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)木幋a得到Fourier計(jì)算全息圖，其中包含物光波的幅度和相位信息。與原先的基于干涉的計(jì)算全息不同之處在于，這里并不需要模擬物光和參考光的干涉，而是由物光波直接生成全息圖，計(jì)算效率高。論文進(jìn)行了理論推導(dǎo)，通過數(shù)字方法再現(xiàn)原始圖像，并利用反射式電尋址LCD空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)了光電再現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了共軛對(duì)稱延拓F

3、ourier計(jì)算全息算法的有效性和優(yōu)良性能。 論文中提出基于彩色圖像RGB分量的彩色圖像計(jì)算全息方法，重點(diǎn)解決了彩色圖像光電再現(xiàn)中因光源波長差異引起空間縮放的配準(zhǔn)和空間位移的補(bǔ)償問題，實(shí)現(xiàn)了光電再現(xiàn)。將彩色圖像分解成RGB三個(gè)分量，基于共軛對(duì)稱延拓的Fourier計(jì)算全息算法分別計(jì)算三基色全息圖，合成彩色全息圖。在數(shù)字再現(xiàn)中，只需對(duì)全息圖的三基色分量分別進(jìn)行數(shù)字再現(xiàn)即可合成彩色圖像。而對(duì)于光電再現(xiàn)，則必須考慮不同波長的激光對(duì)光電

4、再現(xiàn)圖像的影響，通過對(duì)不同顏色分量圖像的空間間隔進(jìn)行適當(dāng)縮放，調(diào)整三基色全息圖的空間頻率，使它們的光電再現(xiàn)圖像嚴(yán)格配準(zhǔn)。同時(shí)控制再現(xiàn)參數(shù)對(duì)不同再現(xiàn)光引起的再現(xiàn)圖像空間位移進(jìn)行補(bǔ)償。論文導(dǎo)出了波長與再現(xiàn)圖像配準(zhǔn)和位移補(bǔ)償?shù)年P(guān)系，根據(jù)這些原理交替投射RGB三種再現(xiàn)激光并由計(jì)算機(jī)控制空間光調(diào)制器的時(shí)分復(fù)用，實(shí)現(xiàn)彩色圖像的再現(xiàn)。 論文將計(jì)算全息和數(shù)字水印技術(shù)相結(jié)合，在共軛對(duì)稱延拓Fourier計(jì)算全息算法基礎(chǔ)上提出了一種基于頻譜分離的水

5、印全息圖空域嵌入的全息水印方法。為了實(shí)現(xiàn)水印的盲提取，將數(shù)字水印適當(dāng)布局形成拓展的水印圖像，由此生成水印全息圖。根據(jù)其頻譜特性對(duì)載體圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，在空域中將水印全息圖嵌入。檢測方不需要原始載體圖像和水印信息即可提取水印。這種全息水印具有良好的透明性和很強(qiáng)的穩(wěn)健性，能抵抗各種常見攻擊如加噪聲、銳化、平滑、灰度變化和JPEG壓縮，以及包括剪切、縮放、旋轉(zhuǎn)在內(nèi)的幾何攻擊。尤為突出的是，能夠抵抗噴墨打印—掃描攻擊，以及對(duì)打印照片的剪切攻