强散射环境下大视场实时成像技术及其在光学信息安全中的应用

基本信息
批准号:61805152
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:卢大江
学科分类:
依托单位:深圳大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张承功,廖一帆,吴禹,徐江,杨俊杰
关键词:
光学计算成像光学信息安全随机散射介质点扩散函数光学成像中的逆问题
结项摘要

With the continuous advancement of light scattering theory and experimental techniques in recent years, research on imaging through highly scattering medium has achieved rapid development and has shown great application potential in fields such as aerospace exploration, military reconnaissance, and biological microscopy. However, at present, there are several key issues that have yet to be overcome, including low resolution and signal-to-noise ratio, limited field of view (FOV) because of "optical memory effect", and excessive measurement time resulting in inability to deal with moving objects. In fact, we are more eager to observe the moving target object hiding behind the scattering medium in all directions. Therefore, this project is drawn up under the two major goals of "real-time imaging" and "large field imaging"..On the other hand, considering that the strong scattering medium has the ability of wave front disturbance, it can act as the natural key of the cryptography system in optical information security, which is incomparable with the random phase template used in many existing optical cryptosystems. Most of the traditional optical cryptosystems are based on random phase linear encoding, and their security has been threatened by various rapidly-developing phase retrieval algorithms. A series of attack schemes have been proposed successively. Therefore, this project intends to explore optical cryptosystem with higher safety intensity in terms of scattering imaging.

随着近年来光散射理论与实验技术的不断进步,透过强散射介质成像的研究获得了快速发展,在宇航探测、军事侦察、生物显微等领域展现出巨大的应用潜能。但目前而言,还有几个关键性问题尚待突破,其中包括(不限于)分辨率和信噪比较低、视场受“光学记忆效应”限制、测量时间过长导致无法应对运动物体的成像要求等方面。事实上,我们更渴望的是能全方位观测到藏匿于散射介质后方的目标物体的动态过程。因此,本项目在“实时成像”及“大视场成像”两个大目标的牵引下,拟开展相关研究内容。.另一方面,考虑到强散射介质具备变幻莫测的波前扰乱能力,其在光学信息安全中可充当密码系统的天然密钥,这是现有众多光学密码系统中采用的随机相位模板所无法比拟的。传统光学密码系统大部分均基于随机相位的线性编码,其安全性受到了各类发展迅速的相位恢复算法的威胁,一系列攻击方案被相继提出。因此,本项目拟从散射成像的角度探索具备更高安全强度的光学密码系统。

项目摘要

随着近年来光散射理论与实验技术的不断进步,透过强散射介质成像的研究获得了快速发展,在宇航探测、军事侦察、生物显微等领域展现出巨大的应用潜能。但目前而言,还有几个关键性问题尚待突破,其中包括(不限于)分辨率和信噪比较低、视场受“光学记忆效应”限制、测量时间过长导致无法应对运动物体的成像要求等方面。事实上,我们更渴望的是能全方位观测到藏匿于散射介质后方的目标物体的动态过程。因此,本项目在“实时成像”及“大视场成像”两个大目标的牵引下,开展了一系列相关研究内容。. 另一方面,由于散射介质具备变幻莫测的波前扰乱能力,其在光学信息安全中可充当密码系统的天然密码,本项目的主要研究内容之一即是利用散射介质构造新的具备更高安全强度的光学密码系统,为此也开展了相应的研究内容。除此之外,在本项目的执行过程中,我们发现了深度学习在计算成像和光学信息处理领域显示了强大的潜力,因此将项目计划进行延伸,着重研究了深度学习在光学密码分析中的应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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