Resumen de Images encryption system based on a fractional joint transform correlator and nonlinear filtering

Juan Manuel Vilardy, María Sagrario Millán García-Varela, Elisabet Pérez Cabré

• español

  En este trabajo se propone un sistema de seguridad óptico para cifrar imágenes, basado en un correlador de transformadas conjuntas fraccionario y filtrado no lineal. La posición de la lente en el montaje óptico de cifrado propuesto puede ser seleccionada, lo cual añade una llave al sistema de seguridad. Las distribuciones en los planos de entrada y salida del sistema de cifrado se relacionan por medio de una transformada fraccionaria de Fourier (fractional Fourier transform, FrFT) con un orden fraccionario específico, que viene definido entre otros parámetros por la distancia focal y la posición de la lente en el montaje, y que actúa como llave adicional en el sistema de seguridad. La intensidad óptica de la distribución compleja en el dominio fraccionario de Fourier (plano de salida) es captada usando una cámara CCD. La no linealidad introducida en el último paso del proceso de cifrado, mantiene el carácter real de la función cifrada. El sistema de seguridad propuesto en este trabajo es una generalización del sistema de cifrado basado en el correlador de transformadas conjuntas (joint transform correlator, JTC) convencional, desde el dominio de Fourier al dominio fraccionario de Fourier. Las ventajas adicionales del sistema propuesto son: nuevos grados de libertad para el montaje óptico, requerimiento de alineación mitigado y la introducción de una clave adicional (el orden fraccionario de la FrFT) que mejora la seguridad. Simulaciones numéricas verifican la validez de este nuevo sistema óptico de seguridad.

• English

  A new optical security system for image encryption based on a fractional joint transform correlator and nonlinear filtering is proposed. The position of the lens in the proposed optical encryption setup can be chosen, so that an additional key is introduced in the security system. The distributions at the input and output planes of the encryption system are related by a fractional Fourier transform (FrFT) at a given fractional order that is defined, among other parameters, by the focal length and the position of the lens in the setup; this fractional order acts as an additional key of the security system.

  The optical intensity of the complex distribution in the fractional Fourier domain (output plane) is captured by a CCD camera. The nonlinearity introduced in the last step of the encryption process, maintains the encrypted function as a real-valued function. The security system proposed in this work is an generalization of the encryption system based on a conventional joint transform correlator (JTC), from the Fourier domain to the fractional Fourier domain. Additional advantages of the proposed system are: new degrees of freedom for the optical setup, alleviated alignment requirement, and the introduction of an additional key (the fractional order of the FrFT) that improves security. Numerical simulations verify the validity of this new optical security system.