[发明专利]相息图及菲涅耳域复用的多重复杂三维场景加解密方法

权利要求书

1.基于相息图及菲涅耳域复用的多重复杂三维场景加解密方法，其特征在于：其包括加密步骤和解密步骤两部分，

加密步骤包括以下步骤：

S1，采用计算全息的编码方法将彩色图像与深度图综合为一幅相息图；

S2，结合深度图及深度图的直方图分布特性根据深度阈值将彩色图像分割为多个层面，并确定相息图平面与各层面之间的菲涅耳衍射距离；并基于菲涅耳衍射距离获取其对应的二次相位因子，

S3，相息图平面与各层面之间利用一对多平面的相位恢复算法计算获得同一三维场景的多幅相息图；

S4，针对各个不同三维场景分别获取其对应的多幅相息图；

S5，利用菲涅耳域距离复用方法将所有每个三维场景的每一幅相息图的菲涅尔衍射计算结果进行累加，叠加后在观测平面得到观测平面的复用信号， 复用信号的计算公式如下：

其中K表示三维场景的数量，N表示每个三维场景的相息图数量，λ为菲涅耳衍射的波长，z_3DK-N为第K个三维场景的第N幅相息图的菲涅耳衍射计算距离，POH_3DK-N为第K个三维场景的第N幅相息图，表示对第K个三维场景的第N幅相息图的菲涅耳衍射计算；

S6，将复用信号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为加密相位模板，将复用信号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与分别表示复用信号S(x,y)的幅度与相位；S_max表示最大幅度值，S1表示归一化后的幅度值，S₁∈[0,1]，j表示虚数单位

S7，第二相位模板减去每个三维场景的每幅相息图的干扰信号获得每个三维场景的每幅相息图的解密复信号，每个解密复信号分别分解出第三相位模板和第四相位模板；

其它相息图在观测平面形成的衍射光波信号即为该相息图的干扰信号；该干扰信号乘以-1构成该相息图的干扰抑制信号；

每幅相息图的解密复信号由该相息图的干扰信号I(x,y)乘以-1后与该相息图对应的第二相位模板Pf2相加获得，即I表示干扰信号的幅度，表示干扰信号的相位；C和分别表示经干扰抑制后的解密复信号的幅度和相位；

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表示归一化后的幅度值，C₁∈[0,1]；则第三相位模板为第四相位模板为

S8，选用每个三维场景的第一幅相息图对应的第三相位模板和第四相位模板作为基准相位，

S9，将同一三维场景的每张相息图的第三相位模板和第四相位模板分别与对应三维场景的基准相位的第三相位模板和第四相位模板通过差分相位算法获得该三维场景的每张相息图的第一解密相位模板和第二解密相位模板；

解密步骤：

S21，将待解密的三维场景的每张相息图的第一解密相位模板和第二解密相位模板通过差分相位逆运算获得每张相息图的第三相位模板和第四相位模板；

S22，利用每张相息图的加密相位模板分别与对应的第三相位模板和第四相位模板进行菲涅耳衍射逆运算获得对应的恢复的相息图；

S23，将恢复的相息图结合其对应的菲涅耳衍射距离进行离散傅里叶变换获得该三维场景各个层面；

S24，三维场景各个层面的幅度求平均获得经散斑噪声抑制的解密的三维场景。

2.根据权利要求1所述的基于相息图及菲涅耳域复用的多重复杂三维场景加解密方法，其特征在于：步骤S2中菲涅耳衍射距离的计算公式如下：其中D_i为聚焦深度值，d_min表示最近层面到相息图平面距离，d_max表示最远层面到相息图平面距离；

二次相位因子的计算公式如下：

其中λ为菲涅耳衍射波长，u、v是相息图平面坐标，d_i表示第i个层面的菲涅尔衍射距离；j表示虚数单位