Análisis de la eficiencia de un método de multiplexado óptico-virtual, usando modulación teta

  • Javier Vargas Valencia Instituto Tecnológico Metropolitano
Palabras clave: Multiplexado de imágenes, Compresión de datos, Transformada de Fourier, Modulación teta, Simulación óptico-digital

Resumen

Presentamos un método de multiplexado óptico-virtual eficiente, para comprimir información contenida en imágenes en niveles de gris. La eficiencia se mide usando tres parámetros: Factores de calidad de las imágenes recuperadas, porcentaje de memoria ahorrada, y número de imágenes multiplexadas en el paquete. Se aplican técnicas de modulación teta, procesando un número N de imágenes en niveles de gris, usando una arquitectura óptico-virtual 2f, obteniendo un paquete complejo M, que es almacenando como dos imágenes, amplitud y fase de M, en formatos comerciales. Se aplica un filtrado al plano de Fourier y una optimización a los píxeles de las imágenes de amplitud y fase, respectivamente, almacenando solo un porcentaje del plano de Fourier con una optimización al rango dinámico para los píxeles de cada una de ellas. El paquete almacenado gasta mucho menos memoria que las imágenes individuales. Las imágenes recuperadas después del proceso de desmultiplexado se comparan con las originales mediante el coeficiente de correlación, obteniendo para las imágenes recuperadas factores de calidad altos. Se realizan simulaciones que muestran la eficiencia del proceso propuesto, y nuestros resultados son comparados con los mismos factores reportados en publicaciones recientes, haciendo evidentes los avances logrados en este trabajo.

Biografía del autor/a

Javier Vargas Valencia, Instituto Tecnológico Metropolitano

PhD in Physics, Grupo de Investigación GRITAD

Referencias bibliográficas

A. Alfalou and C. Brosseau, “Optical image compression and encryption methods,” Adv. Opt. Photonics, vol. 1, no. 3, p. 589, Nov. 2009.

X. Yong Liang, Z. Xin, Y. Sheng, and C. Yao Yao, “Multiple-image parallel optical encryption,” Opt. Commun., vol. 283, no. 14, pp. 2789–2793, Jul. 2010.

L. Cabezas, M. Tebaldi, J. F. Barrera, N. Bolognini, and R. Torroba, “Optical smart packaging to reduce transmitted information,” Opt. Express, vol. 20, no. 1, p. 158, Jan. 2012.

L. Cebezas, M. Tebaldi, J. Barrera, N. Bolognini, and R. D. Torroba, “Image enhancement in multiplexed data by using phase gratings in theta modulation encrypting techniques,” in Frontiers in Optics 2012/Laser Science XXVIII, 2012, p. FW3A.11.

B. M. Hennelly, T. J. Naughton, J. McDonald, J. T. Sheridan, G. Unnikrishnan, D. P. Kelly, and B. Javidi, “Spread-space spread-spectrum technique for secure multiplexing,” Opt. Lett., vol. 32, no. 9, p. 1060, May 2007.

N. Singh and A. Sinha, “Chaos based multiple image encryption using multiple canonical transforms,” Opt. Laser Technol., vol. 42, no. 5, pp. 724–731, Jul. 2010.

X. Wang and D. Zhao, “Multiple-image encryption based on nonlinear amplitude-truncation and phase-truncation in Fourier domain,” Opt. Commun., vol. 284, no. 1, pp. 148–152, Jan. 2011.

W. Liu, Z. Xie, Z. Liu, Y. Zhang, and S. Liu, “Multiple-image encryption based on optical asymmetric key cryptosystem,” Opt. Commun., vol. 335, no. 0, pp. 205–211, Jan. 2015.

A. Alfalou, C. Brosseau, and N. Abdallah, “Simultaneous compression and encryption of color video images,” Opt. Commun., vol. 338, no. 0, pp. 371–379, Mar. 2015.

R. Henao, E. Rueda, J. F. Barrera, and R. Torroba, “Noise-free recovery of optodigital encrypted and multiplexed images,” Opt. Lett., vol. 35, no. 3, p. 333, Feb. 2010.

J. J. Huang, H.-E. Hwang, C. Y. Chen, and C. M. Chen, “Optical multiple-image encryption based on phase encoding algorithm in the Fresnel transform domain,” Opt. Laser Technol., vol. 44, no. 7, pp. 2238–2244, Oct. 2012.

X. Deng and D. Zhao, “Multiple-image encryption using phase retrieve algorithm and intermodulation in Fourier domain,” Opt. Laser Technol., vol. 44, no. 2, pp. 374–377, Mar. 2012.

H. Zhao, J. Liu, J. Jia, N. Zhu, J. Xie, and Y. Wang, “Multiple-image encryption based on position multiplexing of Fresnel phase,” Opt. Commun., vol. 286, no. 0, pp. 85–90, Jan. 2013.

H. E. Hwang, H. T. Chang, and W. N. Lie, “Multiple-image encryption and multiplexing using a modified Gerchberg-Saxton algorithm and phase modulation in Fresnel-transform domain,” Opt. Lett., vol. 34, no. 24, p. 3917, Dec. 2009.

H. T. Chang, H.-E. Hwang, and C.-L. Lee, “Position multiplexing multiple-image encryption using cascaded phase-only masks in Fresnel transform domain,” Opt. Commun., vol. 284, no. 18, pp. 4146–4151, Aug. 2011.

J. D. Armitage and A. W. Lohmann, “Theta Modulation in Optics,” Appl. Opt., vol. 4, no. 4, p. 399, Apr. 1965.

F. Mosso, J. F. Barrera, M. Tebaldi, N. Bolognini, and R. Torroba, “All-optical encrypted movie,” Opt. Express, vol. 19, no. 6, p. 5706, Mar. 2011.

J. F. Barrera, S. Trejos, M. Tebaldi, and R. Torroba, “Experimental protocol for packaging and encrypting multiple data,” J. Opt., vol. 15, no. 5, p. 55406, May 2013.

S. Trejos, J. F. Barrera, M. Tebaldi, and R. Torroba, “Experimental opto-digital processing of multiple data via modulation, packaging and encryption,” J. Opt., vol. 16, no. 5, p. 55402, May 2014.

J. Vargas, D. Amaya, and E. Rueda, “Digital image compression for a 2f multiplexing optical setup,” J. Opt., vol. 18, no. 7, p. 75701, Jul. 2016.

J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, 2nd ed. McGraw-Hill, 1996.

X. Yong Liang, X. Su, S. Li, X. Liu, and S. Zeng, “Key rotation multiplexing for multiple-image optical encryption in the Fresnel domain,” Opt. Laser Technol., vol. 43, no. 4, pp. 889–894, Jun. 2011.

J. A. V. Valencia, “Optimización de un Sistema de Multiplexado Óptico Virtual y encriptación caótica,” Tesis Doctoral. Instituto de Física, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia, 2017.

Cómo citar
[1]
J. Vargas Valencia, «Análisis de la eficiencia de un método de multiplexado óptico-virtual, usando modulación teta», TecnoL., vol. 20, n.º 39, pp. 173–184, may 2017.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.
Publicado
2017-05-02
Sección
Artículos de investigación

Métricas

Crossref Cited-by logo