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基于全息技术的光学图像加密的性能研究 摘 要 在计算机、大数据等高新技术的不断推动下，全民已经步入信息化时代，海量数据信息便能通过网络实现在线传输与信息交换，近年来，基于光学信息处理技术对图像进行加密方面的研究越来越受到研究者的青睐。对此，本课题将重点针对光学图像中的加密算法展开研究，并通过分数傅立叶变换和Arnold变换以此实现加密。本文首先通过介绍课题研究背景，以及在国内外针对课题现状展开分析，进而提出课题所研究的理论指导依据，其中涵盖分数傅里叶变换、Arnold变换、计算全息和图片评价指标体系。最后分别针对分数傅里叶变换、Arnold变换和全息加密技术进行MATLAB仿真和性能分析。本文的主要研究成果如下： （1）介绍了光学图像加密理论基础，分别介绍分数傅里叶变换、Arnold变换的置乱技术、计算全息以及图片评价体系指标。首先详细解释了两种不同类型的分数傅里叶（即Namias型和shih型），并对此剖析了分数傅立叶变换是如何引入光学的，然后还针对Arnold变换实现原理进行详细说明。最后概述了计算全息的概念与特点，同时建立了图片评价指标体系，为本文的光学加密研究奠定了理论基础。 （2）针对计算全息加密算法进行仿真与性能分析，首先针对本文涉及到的加密算法，包括Arnold变换、分数傅里叶变换以及计算全息加密，利用MATLAB软件进行仿真与性能分析，比较不同的算法加密与解密过程的图像，然后再结合相关算法展开计算，进而对不同算法类型下的的加密、解密效果的实现进行分析。 （3）针对傅里叶的计算全息图像加密算法进行改进，结合了Arnold变换，比较该算法加密与解密过程的图像，计算各图像的直方图、峰值信噪比PSNR和相关系数CC，与傅里叶加密算法进行比较，结果表明改进后的算法在加密和解密过程的效果更好。 关键词　光学图像加密；傅立叶变换；Arnold变换；MATLAB仿真；性能分析 Research on the performance of optical image encryption based on holographic technology Abstract With the continuous promotion of high technology such as computers and big data, the whole people has entered the information age. Mass data information can be transmitted and exchanged online through the network. In recent years, research on the encryption of images based on optical information processing technology More and more favored by researchers. In this regard, this subject will focus on the research of encryption algorithms in optical images, and achieve encryption through fractional Fourier transform and Arnold transform. This article first introduces the research background of the subject, and analyzes the current status of the subject at home and abroad, and then puts forward the theoretical basis for the subject research, which includes the fractional Fourier transform, Arnold transform, computational holography, and picture evaluation index system. Finally, MATLAB simulation and performance analysis are carried out for fractional Fourier transform, Arnold transform and holographic encryption technology. The main research results of this article are as follows: (1) I