[發明專利]相息圖及菲涅耳域復用的多重復雜三維場景加解密方法

有效

• 申請號: 201810439464.0
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108648267B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 陳家禎;鄭子華;葉鋒;連桂仁;許力
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T5/00;G06T7/557;G06T15/50
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1.基于相息圖及菲涅耳域復用的多重復雜三維場景加解密方法，其特征在于：其包括加密步驟和解密步驟兩部分，

加密步驟包括以下步驟：

S1，采用計算全息的編碼方法將彩色圖像與深度圖綜合為一幅相息圖；

S2，結合深度圖及深度圖的直方圖分布特性根據深度閾值將彩色圖像分割為多個層面，并確定相息圖平面與各層面之間的菲涅耳衍射距離；并基于菲涅耳衍射距離獲取其對應的二次相位因子，

S3，相息圖平面與各層面之間利用一對多平面的相位恢復算法計算獲得同一三維場景的多幅相息圖；

S4，針對各個不同三維場景分別獲取其對應的多幅相息圖；

S5，利用菲涅耳域距離復用方法將所有每個三維場景的每一幅相息圖的菲涅爾衍射計算結果進行累加，疊加后在觀測平面得到觀測平面的復用信號， 復用信號的計算公式如下：

其中K表示三維場景的數量，N表示每個三維場景的相息圖數量，λ為菲涅耳衍射的波長，z_3DK-N為第K個三維場景的第N幅相息圖的菲涅耳衍射計算距離，POH_3DK-N為第K個三維場景的第N幅相息圖，表示對第K個三維場景的第N幅相息圖的菲涅耳衍射計算；

S6，將復用信號分解出第一相位模板和第二相位模板，其中第一相位模板作為加密相位模板，將復用信號分解出第一相位模板和第二相位模板的方法：

其中第一相位模板第二相位模板S與分別表示復用信號S(x,y)的幅度與相位；S_max表示最大幅度值，S1表示歸一化后的幅度值，S₁∈[0,1]，j表示虛數單位

S7，第二相位模板減去每個三維場景的每幅相息圖的干擾信號獲得每個三維場景的每幅相息圖的解密復信號，每個解密復信號分別分解出第三相位模板和第四相位模板；

其它相息圖在觀測平面形成的衍射光波信號即為該相息圖的干擾信號；該干擾信號乘以-1構成該相息圖的干擾抑制信號；

每幅相息圖的解密復信號由該相息圖的干擾信號I(x,y)乘以-1后與該相息圖對應的第二相位模板Pf2相加獲得，即I表示干擾信號的幅度，表示干擾信號的相位；C和分別表示經干擾抑制后的解密復信號的幅度和相位；

第三相位模板和第四相位模板的分解方法：

令其中C_max表示最大幅度值，C1表示歸一化后的幅度值，C₁∈[0,1]；則第三相位模板為第四相位模板為

S8，選用每個三維場景的第一幅相息圖對應的第三相位模板和第四相位模板作為基準相位，

S9，將同一三維場景的每張相息圖的第三相位模板和第四相位模板分別與對應三維場景的基準相位的第三相位模板和第四相位模板通過差分相位算法獲得該三維場景的每張相息圖的第一解密相位模板和第二解密相位模板；

解密步驟：

S21，將待解密的三維場景的每張相息圖的第一解密相位模板和第二解密相位模板通過差分相位逆運算獲得每張相息圖的第三相位模板和第四相位模板；

S22，利用每張相息圖的加密相位模板分別與對應的第三相位模板和第四相位模板進行菲涅耳衍射逆運算獲得對應的恢復的相息圖；

S23，將恢復的相息圖結合其對應的菲涅耳衍射距離進行離散傅里葉變換獲得該三維場景各個層面；

S24，三維場景各個層面的幅度求平均獲得經散斑噪聲抑制的解密的三維場景。

2.根據權利要求1所述的基于相息圖及菲涅耳域復用的多重復雜三維場景加解密方法，其特征在于：步驟S2中菲涅耳衍射距離的計算公式如下：其中D_i為聚焦深度值，d_min表示最近層面到相息圖平面距離，d_max表示最遠層面到相息圖平面距離；

二次相位因子的計算公式如下：

其中λ為菲涅耳衍射波長，u、v是相息圖平面坐標，d_i表示第i個層面的菲涅爾衍射距離；j表示虛數單位