초록
본 논문에서는 출력평면에 나타나는 원 영상을 재생시키기 위하여 위상 랩핑 방법을 이용하여 암호화 수준을 향상시키고 주파수 영역에서 위상 부호화하여 암호화함으로써 잡음에 강한 복호화 방법을 제안하였다. 암호화된 영상은 원 영상이 아닌 위상 변조된 가상 영상과 무작위 위상 영상을 곱하고 제로 패딩(ze.o-padding)하여 푸리에 변환한 후 이 변환된 복소 영상을 데이터 전송 및 매핑을 용이하게 하기 위하여 실수 값으로 변환하여 위상 부호화하여 만든다. 복호화 과정은 제안한 선형적인 영상을 비선형적인 영상으로 변환시키는 위상 랩핑 방법에 의해 각각 만들어진 암호화된 영상과 복호화 키를 곱하여 푸리에 역변환하여 공간필터를 가진 출력 평면에서 원 영상을 복원함으로써 광축 정렬 문제와 픽셀 대 픽셀 대응이 용이하여 복원영상의 해상도를 향상시킬 수 있다. 제안한 방법은 허가되지 않은 사용자가 암호화된 영상을 분석함으로써 있을 수 있는 복제 가능성을 원 영상의 어떤 정보도 포함하지 않은 가상 영상을 사용함으로써 배제할 수 있고 또한 실수 값을 위상 부호화함으로써 현재에 사용되는 공간 광 변조기로 표현이 가능하다. 컴퓨터 모의 실험을 통하여 제안한 암호화 방법의 적합성과 암호화된 영상과 복호화 키 영상에 잡음이 발생하더라도 원 영상의 복원이 가능함을 확인하였다.
In this paper, we propose an improved image encryption and fault-tolerance decryption method using phase wrapping and phase encoding in the frequency domain. To generate an encrypted image, an encrypting key which denotes the product of a phase-encoded virtual image, not an original image, and a random phase image is zero-padded and Fourier transformed and its real-valued data is phase-encoded. The decryption process is simply performed by performing the inverse Fourier transform for multiplication of the encrypted key with the decrypting key, made of the proposed phase wrapping method, in the output plane with a spatial filter. This process has the advantages of solving optical alignment and pixel-to-pixel mapping problems. The proposed method using the virtual image, which does not contain any information from the original image, prevents the possibility of counterfeiting from unauthorized people and also can be used as a current spatial light modulator technology by phase encoding of the real-valued data. Computer simulations show the validity of the encryption scheme and the robustness to noise of the encrypted key or the decryption key in the proposed technique.
