[发明专利]一种基于部分相干光束的信息编解码方法及装置

说明书

本公开提供了一种基于部分相干光束的信息编解码方法及装置，所述方案通过在加载信息后的相干结构中引入了一个交叉相位(CP：Cross‑phase)结构，来对加载信息后的相干结构进行调控，然后进行远场传输，通过调控CP强度因子，远场被破坏或者演变后相干结构能够恢复到光源处的相干结构，最终在远场测量相干结构信息就等同于测量光源处的相干结构信息；在已知相干结构信息后进行信息解码实现将隐藏在光源处的相干结构中的信息进行恢复；所述方法及装置简单，能够方便快速的将物体信息进行隐藏，传输及高效的在远场解码恢复，大大提高了信息传输的有效性、可靠性和安全性。

技术领域

本公开属于信息编解码技术领域，尤其涉及一种基于部分相干光束的信息编解码方法及装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

严格来说自然界中的任何光场或多或少都伴随着随机涨落，这些光场被称作部分相干光场。对部分相干光束振幅、相位、偏振及相干结构等自由度调控可以控制及操控光束传输特性，以实现光束整形，光束自分裂，自聚焦，自重建等物理效应，并且能够降低复杂环境中湍流等介质引起的负面作用，在微粒操控，自由空间光通信，图像分辨增强，光成像等领域有着重要的应用。由于部分相干光场具有丰富的自由度及显示出来许多新奇的传输特性，近年来，对部分相干光场进行调控及应用研究受到了持续的研究与关注。研究发现，通过预设部分相干光束相干结构将物体信息编码到部分相干光束的相干结构中可以实现信息加密与解密。

近年来，使用光束特性，包括光束振幅，相位，偏振及相干结等自由度，进行信息传输在多种应用领域受到了广泛的研究。然而发明人发现，由于光束衍射效应，光束经过自由空间衍射效应后，光束特性发生改变，信息存在丢失的风险，特别是经过复杂介质如大气湍流，随机散射甚至是障碍物遮挡给信息传输带来重大挑战。尽管近年来多种改进方案，如波前感知，自适应光学，深度学习等方案应用于信息传输，然而这些方案需要复杂的光学系统或者较长的处理时间。另外由于对相干结构这一新的自由度的广泛研究，目前研究人员已经提出了多种通过部分相干光束相干结构进行信息加密的方案，这些方法可以归纳为，通过Gori真实光束构建方案，物体信息与对应的编码相干结构构成一对傅里叶变换关系。通过测量光源相干结构，包括振幅和相位信息，就能够解密出被隐藏的物体信息。但上述加密方案仅仅加载到光束的相干结构中，在已知相干结构信息后进行解密的，信息并没有经过传输；将信息编码到相干结构并进行远场传输后，相干结构受到不可避免的光束衍射效应，相干结构受到了很大破坏，导致物体信息丢失。因此，使用经过远场传输以后的信息再进行解码被加载到相干结构中的物体信息受到了严重的挑战。同时，如果想要对物体信息编码到部分相干光束的相干结构中，进行远场传输后再进行解码，现有技术是无法实现的。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种基于部分相干光束的信息编解码方法及装置，所述方案利用部分相干光束的相干结构实现信息编码，通过在加载信息后的相干结构中引入了一个交叉相位(CP：Cross-phase)结构对加载信息后的相干结构进行调控，能够方便快速的将物体信息进行隐藏、传输，且在远场快速解码恢复，大大提高了信息传输的有效性、可靠性和安全性。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种基于部分相干光束的信息编解码方法，包括：

获取待传输的物体信息,所述获取待传输的物体信息，包括以下步骤：利用激光发射器输出的激光通过反射镜到达扩束器；经扩束器扩束后的激光经空间光调制器加载物体图像信息全息片；

利用部分相干光束的相干结构对所述物体信息进行编码,所述利用部分相干光束的相干结构对所述物体信息进行编码，包括以下步骤：将加载有物体信息的激光照射到旋转的毛玻璃前表面，带有物体信息的光束穿过毛玻璃前表面，经过准直透镜和高斯振幅滤波片将物体信息加载到部分相干光束的相干结构里面，实现物体信息的编码；