Estudio de métodos análogo-digitales de codificación óptica

Abstract

En el Capítulo II de este trabajo se presentan los conceptos teóricos básicos necesarios para comprender los resultados que se presentan a partir del Capítulo III. Se presentan las configuraciones básicas que condujeron al desarrollo de los arreglos de encriptación, es decir los correladores 4f y JTC. Luego se presentan los sistemas de encriptación de doble máscara de fase aleatoria 4f y JTC. Dado que los datos encriptados ópticamente son esencialmente patrones de speckle se introduce las principales características de estas distribuciones. En el Capítulo III se estudia como es la distribución de la información del patrón encriptado en términos de los tamaños de los centros dispersores de las máscaras de fase objeto y llave para la arquitectura 4f. Este estudio provee las herramientas que permiten controlar la distribución espacial de los datos encriptados, de manera que la mayor cantidad de información pueda ser almacenada en el medio de registro disponible. Por otra parte, se analiza la degradación de la imagen desencriptada debido a la pérdida de información originada por el área finita del medio de almacenamiento. A partir de estos estudios se determina la mínima cantidad de datos encriptados necesarios para obtener una imagen desencriptada que permita reconocer el objeto de entrada. En el Capítulo IV se estudia como es la distribución de la información del patrón encriptado en términos de los tamaños de los centros dispersores de las máscaras objeto y llave para la arquitectura JTC. Siguiendo el mismo procedimiento que en el Capítulo III, se analiza el deterioro de la imagen desencriptada debido a la pérdida de datos encriptados por efecto del tamaño finito del medio de registro. Se demuestra que para esta arquitectura las imágenes desencriptadas presentan un ruido adicional debido a la no uniformidad de la amplitud del espectro de la máscara llave. Con el fin de solucionar este problema, se presenta una propuesta de un JTC optimizado para operar en sistemas de óptica virtual. Se demuestra a partir de resultados simulados que las imágenes se recuperan sin la degradación que exhiben las obtenidas en el JTC no optimizado. Por último, se demuestra que controlando adecuadamente el ancho de banda de la señal de entrada (objeto de entrada, máscara objeto) se puede mejorar significativamente la salida desencriptada para un medio de registro fijo. En el Capítulo V se analizan aspectos relevantes del almacenamiento múltiple de información encriptada. Se estudia la capacidad de multiplexado en los sistemas 4f y JTC en función del tamaño del objeto de entrada para un área fija del medio de registro. El multiplexado de datos encriptados se lleva a cabo mediante la variación de algún (ó algunos) parámetro óptico, tales como la longitud de onda, la polarización, etc., que asegure que los patrones encriptados correspondientes a distintos objetos de entrada sean estadísticamente independientes. Se presenta un método de evaluación de la sensibilidad del sistema al parámetro elegido. A partir de estos estudios, se implementa un multiplexado en longitud de onda para una arquitectura JTC y su aplicación para la encriptación de imágenes a color. También, se presentan resultados experimentales. En el Capítulo VI se proponen dos técnicas de encriptación óptica de información que utilizan el almacenamiento múltiple de datos encriptados como herramienta para aumentar la seguridad de un dato altamente confidencial y para crear canales que proporcionan diferentes niveles de acceso a la información encriptada. Finalmente, en el Capítulo VII se presentan las conclusiones y las perspectivas para futuros trabajos.