17:01 2018年06月21日
ロシアには情報の高速コード化システムが出来ました

ロシアの学者、情報の高速コード化システムを開発

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「モスクワ工業物理学大学(MEPhi)」というロシア国立研究原子力大学(National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)(英文略名: MePhi NRNU))付属「レーザー・プラズマ技術研究所」の「レーザー物理学科」の研究員たちは、波面形成の原理に基づき、空間的にインコヒーレントな照明を用いて動作する「光情報符号化方式」を提案してきた。

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このような方式は、高速符号化システムの作成に有効である。保護は、動的に置き換え可能なコーディングキーの二次元性によって提供されている。研究成果は、「Laser Physics Letters」という権威ある科学誌に掲載された。

現在、光学コード化システムの作成に関する研究は、全世界に活発的に行われている。このような研究の主な方向は、完全にコヒーレントなレーザ照明による光情報符号化のある高度なシステムの開発である。このような研究は、複雑なホログラフィック法の使用が必要とされ、次世代の要素基盤に向けたものとなり、従来の写真機およびビデオカメラとは互換性がない。専門家によると、空間的にインコヒーレントな準単色(一色性(quasimonochromatic))照明を使用する光符号化技術の開発が実用的な視点からより効果的な技術となる。それらは、既に生産されている写真機およびビデオカメラに基づくハードウェア実装の可能性を提供する技術となる。

MePhi NRNUの研究員たちは丁度このようなアプローチを実装してきた。この場合に、符号化のための情報は、QRコードとして単色レーザー放射によって照射される液晶振幅空間・時間光変調器に表示される。 放射は、その空間的コヒーレンスを破壊する回転式マットディフューザーを通過させる。予め合成された回折光学素子が表示される液晶相変調器をコード化要素として使らてた。カメラの光センサは、位相変調器に出力される回折素子のインパルス応答と、振幅変調器によって出力される画像の光畳み込みを記録する。このような変調器の使用は、リアルタイムで符号化キーを変更することを可能にする。 解読は、解の安定化を伴うディジタルデコンボリューションのソフトウェア方法(信号処理における逆畳み込み)によって行われる。

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研究の結果、129×129要素までのサイズをもったQRコードの画像を成功に符号化及び暗号解読ができた。そのとき誤って復号されたピクセルのパーセンテージは0.05%を超えなかった。これは、開発された方式の高い「信号対雑音」比率のことを示します。すなわち、その方式を実用すると、画像を認識するときには、「粒状性」を避けることが出来るわけ。

「我々の研究の新規性は、まず、単色空間的にインコヒーレントな照明符号化段階の使用にある。それによっては、スペックルノイズの発生を避けることができて、ホログラフィック方法の登録が必要としなくなったわけ。その次として、コンピュータによって合成された位相回折素子の使用は、必要な符号化波面を形成することを可能にし、システム内の放射損失を最小にする。」とMePhi NRNUの「レーザー・プラズマ技術研究所」のヴィターリ・クラスノフ(Mr.Vitaliy Krasnov)准教授がコメントした。

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