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MATLAB实现4f双随机相位光学图像加密仿真系统
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资 源 简 介
基于MATLAB开发的仿真系统，模拟4f光学双随机相位编码加密流程，支持多格式图像导入与预处理，可生成随机相位掩膜并完整复现两次傅里叶变换加密过程，适用于光学信息安全研究。
详 情 说 明
基于4f光学系统的双随机相位图像加密仿真系统
项目介绍
本项目通过MATLAB仿真实现了基于4f光学系统的双随机相位编码全息加密技术。该系统模拟了经典的光学4f加密架构，利用傅里叶光学原理和随机相位调制，实现对图像的加密保护。该系统不仅能够有效加密图像内容，还能通过正确的密钥进行精准解密还原，为光学图像加密研究提供可靠的仿真平台。
功能特性
- 多格式图像支持：兼容JPEG、PNG、BMP等常见格式的灰度/彩色图像输入
- 智能预处理：自动处理图像格式转换和尺寸标准化
- 随机相位板生成：基于统计学特性生成高质量的随机相位掩膜板
- 光学4f系统仿真：准确模拟两次傅里叶变换和相位调制过程
- 双随机相位加密：实现完整的加密/解密流程
- 性能评估体系：提供相关系数、均方误差等量化评估指标
- 抗攻击测试：支持基本的鲁棒性分析功能
- 密钥管理：完整的密钥生成、保存和加载机制
使用方法
基本加密流程
- 准备待加密的原始图像文件
- 设置加密参数（随机种子、保存路径等）
- 运行加密程序生成加密全息图
- 保存密钥文件用于后续解密
解密验证流程
- 加载加密后的全息图像
- 导入对应的密钥文件
- 执行解密操作获得还原图像
- 查看加密效果评估报告
参数配置说明
- 系统光学参数：可调整透镜焦距、光波波长等物理参数
- 随机相位板参数：通过随机种子控制相位板生成
- 输出选项：可选择输出振幅/相位分量或复数全息图
系统要求
软件环境
- MATLAB R2018b或更高版本
- 图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）
硬件建议
- 内存：4GB以上（处理大尺寸图像时推荐8GB）
- 存储空间：500MB可用空间
文件说明
主程序文件实现了系统的核心控制逻辑，包含图像加载与预处理、随机相位板生成、4f加密系统仿真、解密还原验证、性能评估分析等完整功能模块。该文件负责协调各子系统工作流程，处理用户参数输入，并组织加密结果的输出与展示。通过该文件可执行完整的加密解密测试流程，并获得相应的技术指标分析报告。
