프레넬 회절을 이용한 디지털 홀로그램 암호화 알고리즘

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이윤혁;서영호;김동욱
Lee, Yoon-Hyuk;Seo, Young-Ho;Kim, Dong-Wook

  • 투고 : 2015.08.25
  • 심사 : 2015.11.18
  • 발행 : 2015.11.30

초록

본 논문은 고부가가치의 콘텐츠인 디지털 홀로그램을 허락된 사용자만 볼 수 있도록 하는 암호화 방법을 제안한다. 본 논문에서는 프레넬 변환의 특성 즉, 회절거리를 증가시키면 객체영역이 상대적으로 회절평면 일부분에 집중되는 현상을 이용한다. 객체 에너지가 집중되는 영역만을 암호화함으로써 암호화 영역을 크게 줄여 적은 양을 암호화하고도 높은 암호화 효율을 얻는 방법을 제안한다. 그 방법으로는 홀로그램의 복원을 위한 프레넬 변환과 에너지 집중을 위한 프레넬 변환을 통하여 홀로그램 정보를 가운데로 집중시키고 이를 암호화하는 방법이다. 두 번째 프레넬 변환의 파라미터인 회절거리를 조절하여 에너지 집중정도를 결정하고, 가중치를 조절함으로써 암호화 영역의 크기를 조절하여 암호화 강도를 결정한다. 이를 위해 거리와 가중치에 따른 최적의 암호화 지점을 분석한다. 이 암호화 방법을 적용하였을 때 회절거리가 20m일 때 전체 영상의 0.005% ~ 0.02%만 암호화를 하여도 객체정보를 시각적으로 확인할 수 없었다.

키워드

Digital Hologram;Encryption;Fresnel Diffraction

참고문헌

  1. Reichelt, et al., "Holographic 3-D Displays - Electro-holography within the Grasp of Commercialization", A part of the Book named as Advances in Lasers and Electro Optics, INTECH, pp. 683-710, April 2010.
  2. S. A. Benton and V. M. Bove, Jr., “Holographic Imaging”, John Wiley and Sons Inc., Hoboken NJ, 2008.
  3. E. Tajahuerce, B. Javidi, “Encrypting three-dimensional information with digital holography”, Apply Optics, Vol.39, No.35, pp6595-6601, Dec. 2000. https://doi.org/10.1364/AO.39.006595
  4. H. J. Choi, Y. H. Seo, J. S. Yoo, D. W. Kim, “HoloMarking: Digital Watermarking Method using Fresnel Hologram”, The Korean Institude of Communications and Information Sciences, Vol. 34, No.6, pp.604-610, Jun. 2009.
  5. H.-J. Choi, Y.-H. Seo, J.-S. Yoo, and D.-W. Kim,"Digital watermarking technique for holography interference patterns in a transform domain", Optics and Lasers in Engineering, Vol. 46, Issue 4, pp 343-348, April 2008. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2007.11.005
  6. Kim H, Lee YH. “Optimal watermarking of digital hologram of 3-D object” Opt Express, Vol.13, Issue 8, pp.2881–2886, April. 2005. https://doi.org/10.1364/OPEX.13.002881
  7. Kishk S, Javidi B. “3D object watermarking by a 3D hidden object”, Opt Express, Vol.11, Issue8, pp.874–888, April. 2003. https://doi.org/10.1364/OE.11.000874
  8. C. J. Chen, L. C. Lin, W. T. Dai, “Consturction and detection of digital holographic watermarks”, Optics Communications, Vol.248, pp.105-116, Sep. 2005. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2004.12.010
  9. Y.-H. Seo, H.-J. Choi, J.-S. Yoo, and D.-W. Kim, "A New Parallelizing Algorithm and Cell-based Hardware Architecture for High-speed Generation of Digital Hologram", Journal of Broadcast Engineering, Vol. 16. pp. 54-63, Jan. 2011. https://doi.org/10.5909/JEB.2011.16.1.054
  10. Y.H.Seo, et al., “Digital Holographic Video Service System for Natural Color Scene”, Pot. Eng. 52(11), 113106 ,Nov. 2013.
  11. http://www.dofpro.com/cgigallery.htm/
  12. http://vision.middlebury.edu/stereo/data/
  13. “SEED 128 Algorithm Specification”, Korea Internet & Security Agency.
  14. https://en.wikipedia.org/wiki/Fresnel_diffraction
  15. Y. H. Seo, H. J. Choi, D. W. Kim, “Digital Hologram Encryption using discrete wavelet packet transform”, Optics Communication, Vol 282, pp. 367-377, Feb. 2009. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2008.10.028
  16. D. W. Kim, H. J. Choi, Y. G. Choi, J. S. Yoo, Y. H. Seo, “Information hiding for digital holograms by electronic partial encryption methods”, Optics Communications, Vol. 277, Issue 2, pp277-287, Sep. 2007. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2007.05.065
  17. X. Wang, D. Zhao, “Information synthesis (complex amplitude addition and subtraction) and encryption with digital holography and virtual optics”, Optics Express, Vol.14, No.4, pp1476-1486, Feb. 2006. https://doi.org/10.1364/OE.14.001476
  18. H. Kim, D. H. Kim, Y. H. Lee, “Encryption of digital hologram of 3-D object by virtual optics”, Optics Express, Vol.12, No.20, pp4912-4921, Oct. 2004. https://doi.org/10.1364/OPEX.12.004912