Научный руководитель – Н. Н. ЕВТИХИЕВ, д. ф.-м. н., профессор
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ И УВЕЛИЧЕНИЯ КРИПТОСТОЙКОСТИ в системах оптического кодирования с пространственно-некогеренТным освещением ЗА СЧЁТ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ВХОДНЫХ АМПЛИТУДНЫХ МАСОК
Предложены методы использования входных амплитудных масок в системах оптического кодирования с пространственно-некогерентным освещением для повышения отношения сигнал/шум в декодированных изображениях, а также для повышения визуальной скрытности кодированных изображений.
В настоящее время активно развиваются методы оптического кодирования информации. Методы, использующие пространственно-некогерентное освещение, обладают рядом существенных преимуществ.
Для повышения отношения сигнал/шум (ОСШ) в декодированном изображении и повышения визуальной скрытности кодированного изображения разработаны две группы методов применения входных амплитудных масок (АМ): разрежения и взаимодополняющих масок.
Методы разрежения основаны на наложении на кодируемое изображение АМ в виде бинарной двумерной решётки или её создания путём разрежения исходного изображения. Наложение решётки приводит к мультиплицированию спектра изображения. При декодировании это сохраняет большее количество информационных частот.
На рис. 1 представлен результат применения АМ. Эффективность метода оценивалась по увеличению ОСШ по сравнению с кодированием без АМ. По оси абсцисс отложено отношение величины пика на нулевой пространственной частоте в спектре ключа к среднему уровню его спектра (ОПС). Данный параметр напрямую связан с криптостойкостью ключа.
Наиболее эффективный метод группы разрежения показал среднее увеличение ОСШ по сравнению с кодированием без АМ в 2 раза.
Возможно совместное использование методов разных групп с целью обеспечения одновременного увеличения ОСШ и повышения визуальной скрытности. На рис. 2 представлены примеры кодированных и декодированных изображений.
Рис. 1. Зависимость величины увеличения отношения сигнал/шум
при применении входной АМ по сравнению с кодированием без АМ
от ОПС ключей кодирования
|
|
|
|
а | б | в | г |
Рис. 2. Кодированные изображения: без АМ (а) и с их использованием (б). Фрагменты соответствующих декодированных изображений: без АМ (в), с АМ (г)
Результаты проведённых численных экспериментов демонстрируют, что визуальная скрытность при использовании амплитудных масок увеличивается более чем в 10 раз, отношение сигнал/шум увеличивается в среднем в 2 раза.
