光學隨機相位編碼技術及應用 [Optical Random Phase Coding Technology and Its Application] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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袁勝 著

圖書標籤:

• 光學編碼
• 隨機相位編碼
• 信息安全
• 光學信息處理
• 圖像加密
• 全息術
• 光通信
• 編碼技術
• 光學技術
• 信息隱藏

齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787517063612

版次：1

商品編碼：12347455

包裝：平裝

外文名稱：Optical Random Phase Coding Technology and Its Application

開本：16開

齣版時間：2018-04-01

用紙：膠版紙

頁數：204

字數：256000#

內容簡介

　　《光學隨機相位編碼技術及應用》主要介紹瞭光學隨機相位編碼技術及其在圖像加密、信息隱藏、安全認證、光學成像等方麵的應用。全書主要概括為五個部分，第一部分主要介紹光學隨機相位編碼技術的理論基礎；第二部分介紹基於隨機相位編碼的圖像加密及攻擊技術；第三部分介紹基於隨機相位編碼的信息隱藏及隱藏信息的檢測技術；第四部分介紹基於光學乾涉加密係統的安全認證技術；第五部分介紹基於隨機相位調製的強度關聯成像技術及其在圖像加密中的應用。
　　《光學隨機相位編碼技術及應用》結閤作者的研究成果，詳細論述瞭相關理論和方法，並展望瞭光學隨機相位編碼技術的研究前沿和應用前景。
　　《光學隨機相位編碼技術及應用》內容詳實，並提供瞭當前國內外相關研究領域的新進展和成果，可以供光信息技術研究人員閱讀，也可以作為光信息科學與技術及相關專業本科生和研究生的教材及教學參考書。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 緒論
1．1 信息安全
1．1．1 密碼學簡介
1．1．2 信息隱藏
1．1．3 身份認證
1．2 傳統信息安全技術麵臨的威脅
1．3 光學信息安全技術
1．3．1 光學圖像加密技術
1．3．2 基於光學方法的信息隱藏技術
l．3．3 基於光學方法的安全認證技術
1．3．4 光學信息安全中的其他技術
1．3．5 光學信息安全技術中存在的問題
1．4 本書研究目的及章節安排

第2章 光學隨機相位編碼技術的物理光學基礎
2．1 惠更斯．菲涅耳原理和基爾霍夫衍射公式
2．2 菲涅耳衍射
2．3 夫琅禾費衍射
2．4 透鏡的傅裏葉變換性質
2．5 光學相乾理論
2．5．1 空間相乾性
2．5．2 時間相乾性
2．6 熱光與散斑場
2．7 本章小結

第3章 光學雙隨機相位編碼技術
3．1 雙隨機相位編碼技術的基本原理
3．2 加密圖像的統計特性
3．3 加密係統分析
3．4 擴散和混淆機製
3．5 魯棒性能分析
3．5．1 加密圖像數值偏差對解密圖像的影響
3．5．2 僅取部分信息對加密圖像的還原
3．5．3 密鑰數據偏差對解密圖像的影響
3．5．4 數據偏差對解密圖像影響的數值模擬
3．6 本章小結

第4章 雙隨機相位編碼係統的攻擊技術
4．1 Kerckhofr假設及攻擊類型
4．2 相位恢復算法
4．3 幾種典型的針對雙隨機相位編碼的攻擊技術
4．3．1 選擇密文攻擊
4．3．2 選擇明文攻擊
4．3．3 已知明文攻擊
4．3．4 唯密文攻擊
4．4 針對基於頻域振幅調製的雙隨機相位編碼改進方法的攻擊
4．4．1 基於頻域振幅調製的雙隨機相位編碼改進方法
4．4．2 改進方法的選擇明文攻擊
4．5 針對菲涅耳域雙隨機相位編碼係統的攻擊技術
4．5．1 菲涅耳域雙隨機相位編碼係統
4．5．2 攻擊技術
4．6 其他攻擊技術
4．7 本章小結

第5章 雙隨機相位編碼技術的安全增強方法
5．1 基於透鏡相位調製的雙隨機相位編碼改進方法
5．2 基於菲涅耳域雙隨機相位編碼技術的改進方法
5．2．1 利用菲涅耳域中的強度信息重建對稱圖像的方法
5．2．2 加密過程
5．2．3 解密過程
5．2．4 密鑰的設計方法
5．3 算法性能
5．4 魯棒性分析
5．5 抗攻擊能力分析
5．6 本章小結

第6章 雙隨機相位編碼技術密鑰的管理方法
6．1 RSA公鑰密碼體製
6．1．1 基本原理
6．1．2 RSA公鑰密碼的加密體製
6．1．3 RSA公鑰密碼的認證體製
6．1．4 RSA公鑰密碼體製的缺陷
6．2 雙隨機相位編碼密鑰與密文的同時傳輸
6．2．1 基本設計思想
6．2．2 具體步驟
6．2．3 安全性分析
6．3 基於混沌序列的密鑰管理和傳輸
6．3．1 密鑰的産生
6．3．2 密鑰的管理和傳輸
6．4 本章小結

第7章 基於隨機相位編碼的信息隱藏技術
7．1 復振幅空間域隱藏
7．1．1 隱藏原理
7．1．2 隱藏信息的恢復
7．1．3 隱藏效果分析
7．2 實虛部空間域疊加
7．2．1 基本原理
7．2．2 隱藏效果分析
7．3 基於RSA公鑰密碼體製的雙隨機相位編碼信息隱藏方法
7．3．1 基於迭代相位恢復算法的圖像變換
7．3．2 信息隱藏的具體方法
7．3．3 隱藏信息的提取和解密
7．3．4 安全性分析
7．4 基於光學乾涉原理的信息隱藏方法
7．4．1 秘密圖像的加密和隱藏方法
7．4．2 隱藏效果及性能測試
7．4．3 兩幅圖像的同時加密和隱藏
7．5 本章小結

第8章 隨機相位編碼信息隱藏檢測技術
8．1 信息隱藏檢測技術
8．2 基於統計假設檢驗的信息隱藏檢測技術
8．2．1 宿主圖像與融閤圖像的位平麵
8．2．2 算法推導
8．2．3 算法分析
8．2．4 光學實現
8．2．5 檢測結果分析
8．3 對實虛部疊加的信息隱藏方法的檢測技術
8．4 本章小結

第9章 基於隨機相位編碼係統的安全認證技術
9．1 基於有意義輸齣圖像的安全認證係統
9．1．1 身份認證的改進方案
9．1．2 性能測試
9．1．3 係統分析
9．2 基於光學乾涉係統和純相位相關器的安全認證係統
9．2．1 純相位匹配濾波
9．2．2 光學乾涉認證係統
9．2．3 性能測試
9．3 光學多模態生物識彆係統
9．3．1 光學多模態生物識彆係統
9．3．2 生物樣本預處理
9．3．3 識彆結果及性能分析
9．4 本章小結

第10章 基於隨機相位調製的關聯成像技術
10．1 關聯成像技術概述
10．2 糾纏光關聯成像
10．3 熱光關聯成像
10．4 壓縮感知理論基礎
10．4．1 基本原理
10．4．2 稀疏性與不相關性
10．4．3 信號的稀疏錶示及觀測矩陣
10．4．4 重構算法
10．4．5 信號的重構
10．4．6 重建的結果與分析
10．4．7 壓縮感知的優勢與不足
10．5 本章小結

第11章 計算關聯成像及其應用
11．1 基於計算關聯成像的加密方案
11．1．1 加密原理
11．1．2 計算關聯成像加密技術的脆弱性及攻擊方法
11．1．3 攻擊方法測試
11．1．4 安全增強方法
11．2 基於正交調製的多用戶計算關聯成像加密技術
11．2．1 理論分析
11．2．2 性能測試及分析
11．3 基於計算關聯成像的多圖像加密技術
11．3．1 理論分析
11．3．2 性能測試及分析
11．3．3 可能的應用分析
11．4 本章小結

參考文獻

前言/序言

　　在光學發展史中，20世紀60年代誕生的激光是一項重大成就。激光的齣現和發展，使光學的研究進入一個嶄新的階段，成為現代科學技術的前沿陣地之一。隨著現代科學技術和工業技術以及信息處理技術的發展，光學與其他科學技術廣泛結閤並相互滲透，産生瞭許多新理論、新技術，形成瞭許多新的分支學科和交叉學科。隨機相位編碼是光學成像和信息編碼的一項重要手段。它以光波為載體，以信息光學和光的傳輸理論為基礎，能夠實現對待測物體的成像、識彆、加密、隱藏和認證，己被廣泛應用於光學成像和信息安全領域。本書是在近年來從事光學信息處理技術研究的基礎上，吸收瞭國內外同仁相關的研究成果，從光學成像和信息編碼的角度編寫而成的。
　　本書首先介紹瞭光學隨機相位編碼技術的研究背景和意義，隨後以信息光學原理為基礎，係統介紹瞭隨機相位編碼技術的基本原理以及在信息安全和光學成像方麵的典型應用。第1章針對國內外基於隨機相位編碼的信息安全和光學成像典型方案進行瞭綜述；第2章以基爾霍夫衍射公式為基礎，介紹瞭光學標量衍射的基本原理，主要包括兩種典型的衍射：菲涅耳衍射和夫琅禾費衍射，隨後係統闡述瞭透鏡的傅裏葉變換性質、光學相乾理論，以及熱光和散斑場的相關概念；第3章介紹瞭以透鏡實現傅裏葉變換的理論為基礎的雙隨機相位編碼技術；第4章在Kerckhoff假設的前提下，係統介紹瞭四種典型的針對雙隨機相位編碼係統的攻擊方法；第5章針對雙隨機相位編碼的攻擊技術，介紹瞭增強其安全性的改進方案；第6章針對雙隨機相位編碼技術屬對稱密碼體製、其密鑰需要單獨傳輸的缺點，介紹瞭利用RSA公鑰密碼體製管理和傳輸雙隨機相位編碼技術中的相位闆密鑰的方法；第7章首先介紹瞭基於雙隨機相位編碼技術的信息隱藏技術，分析瞭藉助圖像復原技術提取秘密信息的方法，然後迴顧瞭實虛部空域疊加的雙隨機相位編碼信息隱藏方法，並針對其缺點，探討瞭一種基於雙隨機相位編碼技術和RSA公鑰密碼體製的信息隱藏技術；第8章介紹瞭一種基於統計假設檢驗的信息隱藏檢測方法；第9章介紹瞭一種基於光學乾涉原理和改進型純相位相關器的光學認證係統；第10章介紹瞭基於隨機相位調製的關聯成像的相關知識和關聯成像中用到的壓縮感知算法；第11章分析瞭基於計算關聯成像加密技術的基本原理，分析瞭三種基於計算關聯成像的加密技術的選擇明文攻擊技術，給齣瞭增強其安全性的有效方法，最後介紹瞭基於計算關聯成像的多圖像加密方案。
　　全書從內容上主要概括為五個部分：第一部分（第1、2章）主要介紹光學隨機相位編碼技術的理論基礎；第二部分（第3～6章）介紹基於隨機相位編碼的圖像加密及攻擊技術；第三部分（第7、8章）介紹基於隨機相位編碼的信息隱藏及隱藏信息的檢測技術；第四部分（第9章）介紹基於光學乾涉加密係統的安全認證技術；第五部分（第10、11章）介紹基於隨機相位調製的強度關聯成像技術及其在圖像加密中的應用。
　　在編寫中，我們努力使本書涉及的內容都是最新的研究進展，在理論上力求簡明易懂，便於學生自學，激發讀者的研究興趣。本書在編寫過程中，得到瞭中國水利水電齣版社的大力幫助，在此錶示衷心的感謝。
　　由於作者水平有限以及光電信息技術的不斷發展，書中難免有不足和錯誤之處，敬請讀者批評指正。

量子加密與信息安全前沿探索：基於復雜編碼的光譜傳感與圖像重建技術 圖書簡介 本書深入探討瞭現代信息科學與光學工程交叉領域的前沿課題——基於復雜編碼的先進傳感與信息處理技術。全書聚焦於構建高性能、高安全性的數據采集、傳輸與重建係統，旨在突破傳統信號處理的局限，尤其是在處理復雜介質、弱信號探測以及信息安全傳輸方麵的瓶頸。 本書內容結構嚴謹，從理論基礎到關鍵技術實現，再到具體的應用案例，層層遞進，旨在為研究人員、工程師及高年級學生提供一套係統而深入的知識體係。 第一部分：復雜編碼理論基礎與新型調製機製 本部分奠定瞭全書的理論基石，重點解析瞭用於信息錶徵和傳輸的復雜數學工具與物理實現方式。 第一章：信息錶徵的代數與拓撲結構 詳細闡述瞭如何利用高維嚮量空間和代數結構來高效地編碼復雜信息。內容涵蓋瞭信息熵的非傳統度量方法，特彆是針對受限信道和噪聲環境下的信息容量分析。重點討論瞭基於有限域、伽羅瓦域的離散編碼方案，以及它們在提高數據冗餘度與糾錯能力方麵的優勢。同時，引入瞭拓撲學概念，探討瞭如何利用拓撲不變量來確保信息在形變或部分丟失後仍能被可靠地恢復。 第二章：新型調製與編碼的物理載體 本章聚焦於信息的物理載體及其調製技術。重點分析瞭基於超材料（Metamaterials）和石墨烯等新型二維材料的電磁波調控潛力。詳細介紹瞭超錶麵（Metasurface）的設計原理，如何通過亞波長結構實現對光的相位、振幅和偏振態的精確、動態控製。深入探討瞭基於時間-頻率耦閤的編碼方式，例如，如何利用超快光脈衝在介質中的非綫性響應來嵌入多重信息維度。本章強調瞭編碼效率與物理可集成性之間的權衡。 第三章：僞隨機序列在信息嵌入中的應用 本章詳細剖析瞭經典僞隨機序列（如M序列、Gold序列、Walsh-Hadamard序列）在構建復雜編碼係統中的作用。不僅迴顧瞭它們在擴頻通信中的經典應用，更側重於探討如何設計具有特定自相關和互相關特性的新型序列，以實現多用戶接入和抗乾擾能力。內容包括序列的代數構造法、有限域上的循環移位特性分析，以及如何將這些序列映射到物理係統的響應函數中，以實現對復雜輸入信號的綫性或非綫性解耦。 第二部分：高級傳感與成像係統設計 本部分將理論編碼知識應用於實際的信號采集與成像過程，構建基於編碼的魯棒傳感係統。 第四章：編碼孔徑與壓縮感知理論 本章詳細介紹瞭編碼孔徑技術在提高成像效率和降低數據量方麵的應用。核心內容集中於壓縮感知（Compressive Sensing, CS）理論，包括稀疏性錶示（如小波變換、DCT）的有效性分析，以及重建算法的收斂性保證。重點對比瞭基於迭代閾值算法（如ISTA/FISTA）和基於凸優化的重建方法（如Basis Pursuit）。針對欠定係統，討論瞭如何利用先驗信息和結構化稀疏性來指導重建過程，以恢復齣高保真度的信息。 第五章：基於時間關聯的深度傳感 本章著重於利用時間維度上的編碼來實現對目標距離和速度的精確測量。係統介紹瞭基於脈衝延遲或調製碼的飛行時間（Time-of-Flight, ToF）測量方法。重點闡述瞭如何利用高重復頻率的編碼脈衝序列，通過互相關函數來精確估計光子到達時間，從而實現對復雜場景下多目標或漫反射場景的深度圖譜重建。本章還探討瞭如何對抗環境背景噪聲和係統自身的色散效應。 第六章：散射介質中的波前整形與圖像復現 在信息傳輸和成像受到強散射（如霧、渾濁液體或生物組織）嚴重乾擾的場景下，本章提齣瞭解耦散射效應的波前整形技術。核心思想是通過預先設計的編碼波前（通常是空間光調製器實現），與散射介質的傳輸矩陣（Point Spread Function, PSF）進行反捲積或矩陣求逆操作。詳細分析瞭傳輸矩陣的測量與估計方法，包括迭代優化、基於參考光束的直接測量法，以及如何利用深度學習模型對高度退化的圖像進行“去散射”重建。 第三部分：信息安全與抗乾擾技術 本部分將編碼技術應用於保障信息傳輸的安全性和抗乾擾能力，是信息安全領域的關鍵技術支撐。 第七章：物理層安全與信息隱寫 本章探討瞭如何在物理層麵上隱藏信息以對抗竊聽者。內容涵蓋瞭量子密鑰分發（QKD）的理論基礎及其在復雜信道下的性能優化。此外，深入研究瞭基於擴散編碼的隱寫術，即如何將秘密信息嵌入到物理係統中（如光場分布、噪聲紋理）中，使得竊聽者即使獲取瞭數據，也難以識彆其中隱藏的額外信息。討論瞭對抗頻譜分析和統計檢測的編碼策略。 第八章：抗乾擾與抗欺騙的編碼機製 本章專注於提高通信和傳感係統對惡意乾擾的魯棒性。分析瞭寬帶噪聲、窄帶乾擾以及重放攻擊（Jamming and Spoofing）的數學模型。針對這些威脅，本章提齣瞭基於時空同步的編碼序列和頻率跳變策略。重點討論瞭如何利用具有低相關性的復雜序列集，實現對特定乾擾源的抑製，並確保係統在遭遇部分信道損壞時仍能維持必要的通信速率和信息完整性。 第九章：多維聯閤編碼與係統優化 本章作為全書的總結與展望，探討瞭如何將前述的相位、時間、空間維度上的編碼進行有效融閤，實現多功能一體化係統。內容包括基於深度神經網絡的端到端係統設計，即直接從原始測量數據映射到最終清晰圖像或解密信息，繞過瞭傳統的分步信號處理流程。討論瞭係統參數的聯閤優化問題，例如如何在犧牲少量編碼效率的前提下，大幅提升抗噪性能和處理速度。本章最後對未來在超大規模集成、實時處理和新型物理媒介應用中的發展趨勢進行瞭展望。 本書通過對復雜數學編碼理論與先進光電技術的深度融閤，為讀者提供瞭解決當前信息科學和工程領域中一係列嚴峻挑戰的創新性思路和實用方法。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當吸引人，采用瞭一種深邃的藍色調，上麵點綴著無數細小的光點，仿佛將整個宇宙的奧秘都濃縮在瞭書名之中。當我拿到這本書的時候，首先吸引我的就是它厚實的質感，沉甸甸的分量預示著內容的豐富與深度。書頁的紙張觸感也很細膩，印刷清晰，字體大小適中，閱讀起來非常舒適。雖然我對“光學隨機相位編碼技術”這個專業術語並不太熟悉，但書名中“及應用”這三個字，讓我對這本書能帶來的實際價值充滿瞭期待。我腦海中浮現齣各種可能的應用場景：也許是某種新型的光學加密技術，能夠像數字加密一樣保護信息安全；又或者是某種前沿的光學成像手段，能夠讓我們看到肉眼無法捕捉的微觀世界；甚至可能涉及到全息術的更深層次應用，為虛擬現實或增強現實領域帶來革命性的突破。這本書的標題本身就蘊含著一種探索未知的誘惑力，讓我迫不及待地想要翻開它，去揭開那層神秘的麵紗，瞭解這項技術究竟是如何運作的，又將為我們的生活帶來怎樣的改變。我設想著，這本書或許會用大量的圖示和生動的案例來解釋那些復雜的理論，讓即使是初學者也能逐步理解。

評分☆☆☆☆☆

收到這本《光學隨機相位編碼技術及應用》時，我首先被它封麵上那種抽象的、流動的光影圖案所吸引。這種設計非常巧妙地傳達瞭“光學”和“隨機”的概念，讓人立刻聯想到光波的衍射、乾涉，以及看似雜亂無章卻又蘊含規律的編碼過程。我個人並非光學領域的專業人士，但對前沿科技的應用一直抱有濃厚的興趣。這本書的標題，特彆是“隨機相位編碼”這個詞組，在我看來，比“光學”本身更具科幻色彩。它讓我聯想到信息隱藏、量子通信，甚至更具想象力的“光學計算機”之類的概念。我猜想，這本書可能會詳細介紹如何通過調製光的相位來實現某種形式的信息編碼，而這種編碼的“隨機性”或許是其安全性的關鍵所在，就像一把獨特的鑰匙，隻有知道如何匹配，纔能解鎖信息。我好奇這本書是否會講解一些關於編碼算法的原理，以及在實際應用中，如何將這些理論轉化為可操作的技術。我期待書中能有一些引人入勝的應用案例，比如在安防領域如何防止僞造，或者在通信領域如何實現超高容量的傳輸。如果書中能包含一些關於該技術發展趨勢的討論，那就更完美瞭。

評分☆☆☆☆☆

翻閱《光學隨機相位編碼技術及應用》這本書，我立即被它封麵上簡潔卻充滿未來感的視覺元素所吸引。那種深邃的背景色，搭配著由無數細小光點構成的抽象圖案，仿佛在訴說著一項關於光與信息的精密操控。我並非光學專傢，但“隨機相位編碼”這個詞組，立刻激發瞭我對數據隱藏和信息安全領域的聯想。我猜想，這本書的內容會圍繞如何利用光的相位信息，通過一種貌似隨機但實則可控的編碼方式，來存儲、傳輸或處理信息。我好奇書中是否會詳細介紹實現這種編碼的具體光學器件和技術原理，比如激光器、調製器，以及如何精確控製光的相位。更令我期待的是“及應用”這部分，我希望它能展現這項技術在現實世界中的多樣化應用，例如在防僞技術中，如何利用相位編碼來製作難以復製的防僞標記；或者在數據存儲領域，如何實現極高密度的數據存儲。我希望書中能夠提供一些實際案例和實驗數據，來佐證其可行性和優越性。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《光學隨機相位編碼技術及應用》這本書時，首先被其書名所吸引。它直接點明瞭一個相對專業但充滿潛力的研究方嚮，讓我立刻聯想到它可能涉及到的高科技應用。我不是光學領域的專業人士，但“隨機相位編碼”這樣的術語，本身就帶有一種神秘感和技術前沿性。我猜想，這本書很可能會深入淺齣地介紹如何通過控製光的相位來構建一種特殊的編碼係統。這種編碼可能具有很高的安全性和魯棒性，就像一把獨特的鑰匙，隻有掌握瞭正確的解密方法纔能讀取信息。我特彆好奇“應用”這一部分，它預示著這本書將不僅僅停留在理論層麵，而是會探討這項技術如何在實際生活中落地。我設想，這本書可能會介紹一些令人興奮的應用場景，例如在物聯網通信中實現高效的數據加密，在新型傳感器中實現高精度的測量，甚至可能在未來的光計算領域扮演重要角色。我期望書中能有一些清晰的圖示和案例分析，能夠幫助我理解那些復雜的物理和數學原理。

評分☆☆☆☆☆

當我的目光落到《光學隨機相位編碼技術及應用》這本書上時，首先映入眼簾的是其沉穩而富有科技感的封麵設計。我一直對那些能夠從根本上改變我們認知世界的方式的技術充滿好奇，而“光學隨機相位編碼”這個名詞，就帶著一種深邃而神秘的氣息。它讓我聯想到那些科幻電影中，通過光綫來構建復雜信息，或者實現瞬間傳輸的場景。我推測，這本書很可能是在探討如何利用光的相位這一屬性，通過某種隨機化的方式來編碼信息，從而實現高效、安全的數據存儲或傳輸。或許，它會深入講解數學模型和物理原理，揭示相位編碼的數學基礎，以及光波在傳播過程中相位變化的規律。而“及應用”這部分，更是讓我看到瞭這項技術觸及現實的潛力。我設想著，這本書可能會列舉一些令人振奮的應用案例，比如在信息安全領域，如何利用這種技術構建難以破解的加密係統；在通信領域，如何實現更高的數據密度和更快的傳輸速度；甚至可能在生物醫學成像、新型顯示技術等方麵，都有其獨特的應用價值。我希望這本書能用清晰的語言，配以精美的插圖，將復雜的概念一一闡釋清楚。