彩虹全息圖的迷彩加密法

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1、彩虹全息圖的迷彩加密法隨著彩虹全息術(shù)的普及和提高，對(duì)于一些容易辨識(shí)的簡(jiǎn)單圖象的全息圖進(jìn)行偽造和復(fù)制已不是太難的事。為此我們提出了一種種對(duì)物體圖象的彩虹全息圖進(jìn)行迷彩加密的新方法。其基本過程是：將物體圖象進(jìn)行分割，對(duì)記錄時(shí)的參考光方向和狹縫位置同時(shí)進(jìn)行編碼，使再現(xiàn)條件受記錄條件的嚴(yán)格限制。因此，除記錄者外，對(duì)于不熟悉記錄條件的偽造者來(lái)說(shuō)，解密和復(fù)制是相當(dāng)困難的。一、迷彩加密法原理1、迷彩加密法迷彩圖是由某種顏色的斑點(diǎn)組合的信息圖象和大量其他顏色的偽裝噪聲斑點(diǎn)混疊的彩色圖。若整個(gè)信息圖象各部分的顏色不能同時(shí)全部恢復(fù)，要識(shí)別信息圖象的內(nèi)容是不可能的。因此

2、，在制作全息圖的過程中，我們要先將信息圖象和用于偽裝的噪聲圖形分別分割成幾部分，然后將每一部分分別以不同方向的參考光和不同位置的狹縫記錄在同一張干板上。這樣，在如圖1所示的通常再現(xiàn)條件下，在不同的觀察方向只能得到一些雜亂無(wú)章的彩色斑點(diǎn)，而得不到完整可辨的加密后的信息圖象。這就是迷彩加密法。2、理論分析運(yùn)用單波長(zhǎng)光源記錄彩虹全息圖時(shí)，可再現(xiàn)出寞彩色的全息象。方法之一是在如圖2所示的一步彩虹全息圖的記錄光路中，固定狹縫位置，改變參考光的入射角而得到所需要的再現(xiàn)顏色，或者相反，固定參考光的入射角，改變狹縫位置。在此方法中，當(dāng)用波長(zhǎng)為λ0的激光源記錄時(shí)，為

3、了用白光照明時(shí)再現(xiàn)出波長(zhǎng)分別為λ1和λ2的兩種顏色，在記錄過程中，狹縫在平行于記錄干板平面上的兩位置之間的距離Δ1和參考光束相對(duì)于物光束的入射角θO之間滿足如下關(guān)系式：式中Δλ=λ1-λ2，D表示成象透鏡和記錄干板之間的距離(如圖3所示)。由方程武(1)可得：由式(2)可知，對(duì)確定的λ1和D，要得到滿足(2)武的波長(zhǎng)為λ2的顏色的λ1和D有很多組解，這就是說(shuō)λ1、λ2和D，以不同的λ1值代入(2)式，可以得到與之相應(yīng)的不同的θ角。根據(jù)這個(gè)原理，我們將物體圖象的某種顏色的信息分割成幾部分，對(duì)每一部分用對(duì)應(yīng)于局一波長(zhǎng)λ2韻不同組解θ和Δl的參考光稻狹縫

4、記錄，但對(duì)于背景噪聲的不同部分，出產(chǎn)生不同于λ2的再現(xiàn)波長(zhǎng)光所對(duì)應(yīng)的解θ和Δl記錄。由此獲得的全息圖，如果用幾束白光同時(shí)照明再現(xiàn)，各白光照射方向相應(yīng)于記錄信息圖象各部分時(shí)的參考光（或共軛參考光）方向，并且在各狹繾象的重疊位置觀察，便可得到編碼后，原物體圖象中的信息圖象的同一顏色的完整信息。因此，對(duì)于已知記錄條件的加密者，再現(xiàn)解密是相當(dāng)容易的，而對(duì)于不知記錄過程的任何他人。要同時(shí)找到這些照明光方向和唯一的多狹縫象的變疊位置幾乎是不可能的，因此不可能偽造和復(fù)制。二、實(shí)驗(yàn)為簡(jiǎn)單起見，我們對(duì)原物體圖形中的信息圖象和背景噪聲都分別只分割成兩部分，然后用照相機(jī)

5、將各部分分別拍攝成黑白透明片。如圖4所示。其中a，b相應(yīng)于信息圖象的兩部分，(信息圖象為大寫英文字母SUN)c，d相應(yīng)于背景噪聲斑點(diǎn)的兩部分。簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)記錄裝置如圖5所示。其中，記錄光源用波長(zhǎng)為632.8nm的He-Ne激光器。M1-M4為平面反射鏡，BS為分柬鏡，S為狹縫，L為成象透鏡，D為散射屏，H為記錄干板。記錄時(shí)，四張黑白片依次緊貼干板，分別以各自所需的入射參考光方向和狹縫記錄，經(jīng)通常的處理程序之后便得一張迷彩加密彩虹全息圖。如果按一般方式，以一束白光照明再現(xiàn)，只能得到不同顏色的無(wú)序的彩色斑點(diǎn)。即使在某些觀察方向可以得到同樣顏色的信息圖象的某

6、一部分，由于混疊了大量的不同顏色的斑點(diǎn)噪聲，加上信息圖象的不完整，辨識(shí)信息圖象的內(nèi)容仍是不可能的。但是，如果按1，2部分的分析，用兩柬白光分別位于各自所需的方向照明全息圖再現(xiàn)。（如圖6所示）經(jīng)編碼加密后的同一顏色的完整的信息圖象仍可重現(xiàn)獲得。三、結(jié)論通過分割物體圖象，編碼記錄彩虹全息圖時(shí)的參考光方向和狹縫位置，可以獲得對(duì)于未知記錄條件的任何他人都難以解密稆復(fù)制的全息圖。我們的實(shí)驗(yàn)只是這個(gè)加密方法的簡(jiǎn)單驗(yàn)證。由方程式（2）分析可知，原物圖象可以分割成很多部分，對(duì)每一部分以不同方向的參考光和不同位置的狹縫分別記錄，從而可使加密后的全息圖所含信息更難解密

7、因而更難復(fù)制。對(duì)于加密者本人，因熟知記錄條件，解密仍是相當(dāng)容易的。由于本方法對(duì)全息圖加密制作方便，保密性強(qiáng)，加密者自身解密再現(xiàn)容易，因而可望成為保密和反復(fù)制技術(shù)領(lǐng)域中的重要手段之一。