超混沌与Gyrator变换结合的光学水印安全技术

"本文提出了一种基于超混沌相位掩模和Gyrator变换的光学水印方法，旨在解决光学变换水印算法的轴对准问题以及光学密码系统的安全性问题。利用Chen 4D超混沌系统生成超混沌相位掩模，并结合菲涅耳波带板和径向希尔伯特掩模产生的涡旋光进行照明，通过Gyrator变换在目标图像中嵌入水印，实现信息隐藏。实验表明，这种方法能在保持高不可感知性的同时，提取出高质量的水印信息，具有抵抗噪声和图像攻击的能力。" 在光学水印技术中，一种创新的方法是将超混沌理论与Gyrator变换相结合。超混沌系统，如Chen 4D超混沌系统，被用来创建复杂的相位掩模，这有助于提高水印的复杂性和安全性。这种掩模用于光学系统中，通过特定的照明方式（如使用菲涅耳波带板和径向希尔伯特掩模形成的涡旋光）来处理，进一步增强了水印的隐蔽性。 Gyrator变换是一种非线性傅里叶变换，它在信息隐藏领域有着独特的优势。在此方法中，Gyrator变换被用来加密水印图像并将其嵌入到宿主灰度图像中，使得水印存在于Gyrator变换域内，增加了提取水印的难度。当需要提取水印时，通过Gyrator逆变换可以准确地从目标图像中恢复水印信息，确保了水印的可恢复性。 实验结果显示，该方法对于目标图像的视觉质量影响极小，具有高不可感知性。同时，加密后的水印图像具有高信噪比，与宿主图像之间的相关性强，能有效抵御椒盐噪声和高斯噪声的干扰。此外，它还表现出对图像遮挡和压缩的强鲁棒性，即使面对50%的遮挡率或80的压缩因子，仍能保持良好的水印提取效果。最后，加密后的目标图像与原始宿主图像的统计分布相似，这表明信息隐藏的过程没有破坏宿主图像的基本特征，实现了信息隐藏与图像质量的良好平衡。 这项工作在光学水印领域提出了一个安全、鲁棒且具有良好隐蔽性的解决方案，为光学信息隐藏和安全通信提供了新的思路。通过结合超混沌系统和Gyrator变换，能够在保证图像质量和安全性的同时，有效地实现信息的隐藏与保护。