[发明专利]一种基于水下图像增强技术的“三维”蓝绿二维码近距离安全通信方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，提供了一种基于水下图像增强技术的“三维”蓝绿二维码近距离安全通信方法。本发明通过应用蓝绿二维码及水下图像增强技术减轻由于海洋环境导致的图片退化现象，提高了通信信息传输的准确性；通过压缩图片平衡水下图像增强算法带来的时间延迟；通过建立“三维”蓝绿二维码显示阵列以及文本压缩提高通信速率；同时加入文本信息加密算法确保通信过程的安全性；并且本发明对水生生物友好，有利于生态保护。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于水下图像增强技术的“三维”蓝绿二维码近距离安全通信方法。

背景技术

海洋蕴藏着丰富的资源，研究先进的海洋通信技术对我们认识以及利用海洋资源十分重要。目前海洋近距离通信技术主要包括水声通信、电磁波通信以及光通信，它们各有自己的优缺点。

水声通信的工作原理如下：发送端首先将文字、图片以及语音等信息通过电发送机转换为电信号，并由编码器将信息进行数字化处理，最后换能器将电信号转换为声信号。声信号通过水介质层将信息传递到接收端，接收端的换能转换器将声信号变为电信号，继而解码器对数字信息进行解码，最后电接收机将信息变为文字、图片以及语音。由于声音的传播速度相对较慢，所以导致水声通信的带宽较低，延迟较高，并且水声通信不能保障通信的安全性。

由于大多数电磁波属于2.4G频段的横波，在陆上通信很适用，但是海水对于此频段的电磁波的吸收效应以及趋肤效应导致无线电波在海水中传播极受影响。

水下光通信大体可分为激光通信与可见光通信，基本原理是：发送端将语音信号或图像信号调制到激光光波或者可见光光束上，经水介质层传输到接收端，接收端经过解调还原语音信号及图片信号，从而完成通信。激光通信带宽很高，但是设备价格高昂并且由于其高能量密度容易灼伤皮肤、眼睛，故而不适用于水下水手之间的近距离通信。水下可见光通信是目前最适用于水下近距离的通信技术，但是目前已经实现的LED可见光通信存在着发射器与接收器对准问题、水下环境光干扰的问题以及通信安全的问题。本发明则设计了一种价格低廉并且可以保障通信安全的基于水下图像增强技术的“三维”蓝绿二维码近距离通信方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于水下图像增强技术的“三维”蓝绿二维码近距离安全通信方法，以解决上述问题。

本发明的技术方案：

一种基于水下图像增强技术的“三维”蓝绿二维码近距离安全通信方法，步骤如下：

(1)发送端：

(1.1)信息转化：将用户使用智能手机输入的语音信息转化为文本信息；

(1.2)文本分段：将文本信息(明文)分段并在每段文本头部插入序列号；

(1.3)文本加密：加密上一步骤的明文文本段，此时将明文变为密文；

(1.4)文本压缩：使用压缩算法对上一步骤的密文文本段进行处理；

(1.5)编码显示：将密文文本编码为QR(二维码的一种)，具体编码原则：数字每三个为一组压缩成10比特，字母与数字混合每两个为一组压缩成11比特，8比特字节数据无压缩直接保存，多字节数据中每一个字符压缩成13比特。首先对密文文本进行分析，确定要编码的字符类型，选择所需要的版本和纠错等级，然后采取既定规则，先后将数据字符转换为位流和码字，将生成的纠错码字加载数据码字后面，继而按照规则在每一块中放置数据和纠错码字，必要时加入剩余位，然后将寻像图形、分隔符、矫正图形与码字按照规则放入二维码矩阵中，然后用掩膜图形依次对编码区域的位图进行掩膜处理，选取最优的处理结果生成单张蓝绿二维码图片。重复上述过程，每帧图像由n*n({n|n∈R且n≥2})的二维码阵列构成，发送端手机屏幕顺序循环显示每帧图像，即实现了一种“三维”蓝绿二维码阵列显示方法。

(2)接收端：