作者单位
摘要
齐齐哈尔大学 计算机与控制工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006
基本相位截断傅里叶变换系统面对两步傅里叶迭代等攻击算法时,防御能力差极易被攻破,且加密时间长,密文密钥体积大,不便于分发与传输。提出将压缩感知与相位截断傅里叶变换光学非对称加密相结合,明文经离散小波变换分为低频信息和高频信息,利用压缩感知对高频信息压缩2/3,将其转化为低频信息的相位信息,共同构造大小为原明文图像1/4的待加密复图像。在第一块相位调制模板后增加一块振幅模板,采用设定阈值振幅截断方式,将部分振幅信息作为新私钥,相位角作为密文,实现加解密密钥完全不同,且一图一密。系统安全性能实验、攻击实验和对比实验表明,该加密系统可有效抵御各种攻击,鲁棒性高、传输量小、加密耗时短、解密图像重构质量好,整体性能优良。
相位截断傅里叶变换 抗攻击性 非对称光学图像加密 压缩感知 离散小波变换 Phase-truncated Fourier transforms Resistance to attack Asymmetric optical image encryption Compressed sensing Discrete wavelet transform 
光子学报
2022, 51(6): 0610001
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 西安工业大学电子信息工程学院,陕西 西安 710021
针对调频连续波(FMCW)干涉光纤压力传感器存在的温度-压力交叉敏感问题,提出了一种实时温度漂移补偿方法。将参考传感器和压力传感器粘接放置在同一温度场中,根据两个传感器的腔长变化量与温度间的关系,分析温度漂移补偿原理,并利用温度漂移补偿方法实时校正压力传感器的温度漂移。实验结果表明,该方法在升温过程中的压力测量误差从9.21%减小到0.32%,降温过程中的压力测量误差从3.33%减小到-0.24%,降温60 min内压力传感器的压力漂移小于0.1 kPa,有效提高了FMCW干涉光纤压力传感器的测量精度。
传感器 参考传感器 压力传感器 实时补偿 温度 压力 
激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0728002
郭媛 1郑刚 1,*盛启明 2聂梦笛 1[ ... ]韩园 2
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 西安工业大学电子信息工程学院,陕西 西安 710021
针对调频连续波干涉测量系统中半导体激光光源存在波长漂移的问题,提出了一种基于干涉腔的调频连续波激光波长稳定性测量方法。首先推导了波长漂移量的测量理论,确定了位移-波长漂移量的变化系数,然后设计了拍频信号波长漂移量的解调算法,最后搭建了调频连续波干涉腔测量系统并进行了实验验证。结果表明,波长漂移量的测量分辨率为0.016 pm,波长漂移解算速度达50/s(测量时间为0.02 s),相比光学拍频法和干涉比较法,测量速度有较大的提高。激光器持续工作1 h,测量标准差为0.049 pm,平均中心波长稳定性在0.19×10-6内。该方法在光纤传感和精密干涉测量领域有较好的应用价值。
测量 调频连续波 干涉腔测量法 激光器 波长稳定性 
中国激光
2022, 49(4): 0404002
作者单位
摘要
齐齐哈尔大学 计算机与控制工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006
针对传统压缩感知(CS)进行复杂的迭代运算,重构时间长且质量差等问题,结合深度学习方法,提出一种自适应非线性测量卷积神经网络(NMECNN)的压缩感知重构算法。本算法将图像整体宽高进行压缩,作为测量网络替代传统的随机测量矩阵进行图像重建,同时利用多个扩张卷积层和上采样PixelShuffle方法获取图像不同尺度细节信息。通过与其他文献进行实验对比,本算法在不同采样率下,平均峰值信噪比(PSNR)分别高于MSRNets算法1 dB, 0.7 dB, 0.82 dB, 1.61 dB;结构相似性(SSIM)值分别高0.03, 0.04, 0.24, 0.10个单位,重构时间在CPU上比MSRNet算法快0.175 5 s, 0.399 8 s, 0.41 s, 0.396 s。最后通过大数据集与噪声实验,验证了本算法图像重构质量明显提高,重构时间大幅缩短,具有很强的抵抗噪声攻击能力。
压缩感知 图像重构 自适应非线性网络 深度学习 扩张卷积 Compressed Sensing image reconstruction adaptive nonlinear network deep learning dilated convolution 
太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(6): 1081
作者单位
摘要
齐齐哈尔大学 计算机与控制工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006
针对现有可逆信息隐藏嵌入率低,无法一次隐藏多张不同图像问题,提出一种密文域光学多图像可逆信息隐藏方法。将多张不同类型、不同大小图像进行数据报重组得到重组多图像,无需提供任何信息可在一定噪声下重构多图像。载体图像经非对称双随机相位编码得到加密图像,再将重组多图像光强缩小1 000倍,与加密图像级联干涉得到载密图像,利用级联矢量分解可从载密图像中无损还原重组多图像和加密图像。载密图像可用解密密钥进行解密,也可用隐藏密钥无损还原重组多图像,当同时具有解密密钥与隐藏密钥时可无损还原载体图像,实现完全可逆、可分离。实验表明,当嵌入率为128比特/像素时,载密图像峰值信噪比大于32 dB,且可无损还原隐藏图像与载体。在1/2剪切或0.2的各种噪声下,各还原图像峰值信噪均大于11 dB,具有鲁棒性。3 s内可实现32比特/像素的嵌入、还原和解密,具有高效性。
密文可逆信息隐藏 数据报重组 光学干涉 矢量分解 多图像 Ciphertext reversible information hiding Datagram reorganization Vector decomposition Optical interference Multiple images 
光子学报
2021, 50(12): 1210002
作者单位
摘要
1 西安工业大学电子信息工程学院,陕西 西安 710021
2 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
针对传统鉴相算法对拍频信号处理速度较慢的问题,提出一种基于数字信号处理(DSP)技术的调频连续波光纤位移传感器快速信号处理方法。以DSP技术为核心,通过直接内存访问(DMA)实现数据的快速传输,利用多固定点峰值预测鉴相算法对拍频信号进行快速解算并进行方向优化。实验结果表明:在600 mm的动态测量范围内,位移测量的标准差小于5 nm,线性拟合系数在0.99997以上,对被测目标的适应速度达到15 mm/s,该方法能够实现较高的测量精度和更快的动态测量速度。
测量 位移测量 多固定点峰值预测鉴相 调频连续波 测量速度 
激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2112003
作者单位
摘要
齐齐哈尔大学 计算机与控制工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006
针对常见的基于混沌系统构造测量矩阵用于加密的算法,只是采用简单的混沌初始值进行迭代,为了使明密文信息相关联程度更加紧密,具备抗选择明密文攻击的能力。本文提出一种利用明文信息确定zigzag初始位置,通过与原始图像像素形成关联,极大地提高了明文的敏感性。另外,采用安全哈希算法SHA-512,产生与明文相关联的哈希值,用来构造系统的初始值,通过混沌系统来构造压缩感知中的测量矩阵,极大地减少了由于需要存储测量矩阵而造成的空间资源和传输成本。在信息熵,密文敏感性和相关系数等特性方面进行可视化分析。实现结果表明,密文图像的信息熵为7.998 6,更接近于8,相关系数接近于0。能够实现灰度图像的安全性加密,抵抗明密文攻击,具有一定的鲁棒性,对于灰色图像加密具有较强的实用性。
Zigzag遍历 哈希函数 混沌映射 压缩感知 图像加密 Zigzag traversal Hash function chaotic mapping compressed sensing image encryption 
光学 精密工程
2021, 29(2): 411
作者单位
摘要
西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
针对高精度调频连续波光纤压力传感器对温度和压力交叉敏感的问题,从理论和实验分析该压力传感器的温度特性,并通过优化设计压力传感器的结构,以及采用最小二乘法对温度进行实时补偿。经过理论计算可知,当温度从25 ℃到65 ℃变化时,温度对Fabry-Perot (F-P)腔腔长的形变量为1000 μm。通过优化设计F-P腔,可以使温度对F-P腔的影响降至50 μm。通过实验测试结构优化后的F-P腔腔长的形变量与温度的关系,并采用最小二乘法对温度进行实时补偿。温度补偿后,F-P腔腔长的形变量从50 μm降至4.5 μm,有效降低对温度敏感,提高调频连续波光纤压力传感测量的可靠性和实用性。
传感器 调频连续波激光干涉 F-P腔干涉仪 膜片压力测量 温度补偿 结构优化设计 最小二乘法 
激光与光电子学进展
2021, 58(9): 0928002
作者单位
摘要
齐齐哈尔大学 计算机与控制工程学院, 黑龙江 齐齐哈尔 161006
为克服双随机相位编码的光学图像加密中,密钥、密文体积大、抗选择明密文能力弱的问题,提出了一种Logistic-Logistic级联混沌与矢量分解的无损压缩光学图像加密方法.先隔空取样置乱将明文分成两块,再用干涉合成一块,最后放入双随机相位编码系统得到密文.置乱能够克服干涉后看到明文信息的缺点,增加了加密系统的安全性.干涉使得密文体积变为原来的一半,便于密文传输.单位等模矢量分解的解密方式避免了现有压缩方式存在的解密图像分辨率降低的问题.Logistic-Logistic级联混沌极大缩小了双随机相位编码的密钥体积,同时还解决了Logistic序列分布不均匀问题,提高了序列随机性,保留了Logistic混沌的快速性.将明文的HASH值SHA256与密钥进行强关联,使整个系统达到一图一密的加密效果,提高了明密文间的雪崩效应,增强了算法抗选择明密文攻击的能力.
光学图像加密 隔空取样置乱 矢量分解 干涉 Logistic-Logistic级联混沌 Optical image encryption Space sampling scramble Vector decomposition Interference Logistic-Logistic cascade chaos 
光子学报
2020, 49(7): 0710002
作者单位
摘要
齐齐哈尔大学 计算机与控制工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006
结合矢量分解和相位剪切提出一种新的非对称光学图像加密算法,明文经过4个密钥加密得到分布均匀的密文和3个解密密钥。解密密钥在加密过程中产生,不同于加密密钥,实现了非对称加密,增加了系统的安全性。在矢量分解过程中产生的解密密钥与明文关联强,比现有光学非对称加密算法中明文对密文和解密密钥更为敏感,抵御选择明文攻击能力更强,同时也提高了解密密钥的敏感性。相位剪切的引入扩大了密钥空间,增强算法安全性,产生实数密文更便于传输。实验分析表明:该算法密文分布均匀、相邻像素相关性低,解密密钥、明文对解密密钥和密文敏感性高,抵御各种攻击能力强,有更好光学图像加密效果。
光学图像加密 非对称系统 矢量分解 相位剪切 optical image encryption asymmetric system vector decomposition phase-truncated 
红外与激光工程
2020, 49(4): 0426001

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