[发明专利]一种水下光学图像的关联加密传输装置及方法

说明书

本发明提供一种水下光学图像的关联加密传输装置及方法。所述装置包括光学图像重建平台和水下光学探测平台；所述光学图像重建平台包括水声信号接收模块和关联计算模块；所述水下光学探测平台包括中控模块、结构光照明模块、光学回波探测模块和声学换能发射模块。所述方法包括S1，发射探测光照射水下目标物体，进行关联成像处理；接收光回波信号，调制后发送到声学信道进行传输；S2，接收声学信道信号，进行解调及关联计算处理得到水下目标物体成像。该发明不仅能保持光学成像的高分辨率等优点，还可增加光学图像在水下的传输距离，提高通信速率，实现光学图像的远程传输。

技术领域

本发明涉及水下图像传输处理领域，更具体地，涉及一种水下光学图像的关联加密传输装置及方法。

背景技术

目前，成像技术是光学最广泛的应用领域，人类大脑有80％的信息是通过眼睛获得，可见图像信息对人类的日常生活至关重要。光学成像能对物体进行高分辨率、高灵敏度及快速成像，因而具有广泛应用，其主要利用光电探测器对目标物体直接进行探测。

保密通信中常常需要对图像进行加密，传统的图像混沌加密方法由于混沌序列对初始条件异常敏感，初始条件有细微差别都会导致完全不同的混沌序列，从而无法恢复原始图像，错误率非常高。图像关联加密方法不存在初始条件敏感问题，发射端与接收端使用的是预先商量好的共有密钥，因此解密十分方便。

利用光学信号成像具有很多优点，但是将这种技术应用于水下时却受到了很多限制。光学探测应用于水下环境时，仍可实现高分辨率、高灵敏度及快速成像，但是光信号在水下由于吸收及散射，其传输距离非常短，这大大限制了光学探测在水下环境的应用。

水声通信是目前水下用的最多的通信方法，现有技术中，扩频水声通信、混沌水声通信等技术已非常成熟，其传输距离可达数十公里，且不受电磁干扰。水下环境中利用声学信号进行传输，具有高可靠性、高隐蔽性、高时效性及高保密性等优点。水声通信能够实现水下各平台之间以及水下平台与水上平台之间的通信，在水下侦察、调度指挥等领域具有重大应用。

水下光学成像技术与水声通信技术相结合，其光学探测成像部分仍然使用光学信号，把光学探测到信号加载到声波上，发射到水声信号中进行远距离传输，该方法不仅能保持光学成像的高分辨率等优点，还可解决光学信号在水下传输距离短等问题，实现光学图像的远程传输。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的水下光学图像的关联加密传输装置及方法。

根据本发明的一个方面，提供一种水下光学图像的关联加密传输装置，包括光学图像重建平台和水下光学探测平台；

所述光学图像重建平台包括水声信号接收模块和关联计算模块；

所述水下光学探测平台包括中控模块、结构光照明模块、光学回波探测模块和声学换能发射模块。

所述中控模块，用于产生对水下目标物体进行光探测的探测指令，并接收回波信号发送到声学换能发射模块；

所述结构光照明模块，用于接收中控模块的探测指令，发射探测光，对探测光进行光学整形和光强调制，，对水下目标物体进行随时间变化的调制光照明；

所述光学回波探测模块，用于探测并接收水下目标物体反射的光回波信号，并将回波信号发送到中控模块；

所述声学换能发射模块，用于对回波信号进行调制得到调制信号，并将调制信号加载到声学信号的预定载波频带上进行传输；

所述水声信号接收模块，用于接收水声信道的调制信号，进行解调处理，提取回波信号；

所述关联计算模块，用于对回波信号进行关联计算得到水下目标物体成像。

根据本发明的另一个方面，提供一种水下光学图像的关联加密传输方法，包括：