1.一种高光谱图像集合的交叠编码和解码技术,其特征在于:包括以下步骤:高光谱图像集合的加密图像编码过程如步骤1)到12):
1)设高光谱图像由K个波段的图像组成,即一个高光谱图像集合中包含了K幅图像,命名为I1(x,y)到IK(x,y),每幅图像的尺寸为M*N,即有M列和N行;将每幅图像的每行数据进行编号,第1幅图像的第1行到第N行编号为1到N,第2幅图像的第1行到第N行编号为N+1到
2N,以此类推,组成总共有P行数据的集合,其中P=N*K;
2)从1到P中随机抽取N行数据,组成一幅新的图像,并记录下抽取行的序号,作为密钥的一部分,从集合中删去已经被抽到的数据行;
3)重复步骤2),重组出的图像命名为H1(x,y)到HK(x,y),每幅图像抽取的序号集合命名为J;
4)生成随机相位函数ϕ1i(x,y),并与重组图像Hi(x,y)组成复振幅函数,Ri(x,y)=Hi(x,y)*exp[j*2π*ϕ1i(x,y)],(1)其中i从1到K,j是虚数单位;
5)将复振幅函数Ri(x,y),分解为实部和虚部两部分,A1i(x,y)=Re[Ri(x,y)],(2)A2i(x,y)=Im[Ri(x,y)],(3)其中,Re[·]和Im[·]表示对复函数求实部和虚部;
6)用HT[·]和IHT[·]表示Hartley(HT)变换对,函数f(x,y)的两种变换分别表示为,F(u,v)=HT[f(x,y)]=Re[FT(f(x,y))]+Im[FT(f(x,y))],(4)f(x,y)=IHT[F(u,v)]=Re[FT(F(u,v))]+Im[FT(F(u,v))],(5)其中FT[·]表示傅立叶变换;实函数进行Hartley变换后再进行一次Hartley变换,就可以得到原函数;
7)对A1i(x,y)和A2i(x,y)进行Hartley变换,得到B1i(x,y)=HT[A1i(x,y)],(6)B2i(x,y)=HT[A2i(x,y)];(7)
8)生成随机相位函数ϕ2i(x,y)和ϕ3i(x,y),并与B1i(x,y)和B2i(x,y)组合,得到C1i(x,y)=B1i(x,y)*exp[j*2π*ϕ2i(x,y)],(8)C2i(x,y)=B2i(x,y)*exp[j*2π*ϕ3i(x,y)];(9)
9)将C1i(x,y)和C2i(x,y)分解为实部和虚部,D1i(x,y)=Re[C1i(x,y)],(10)D2i(x,y)=Im[C1i(x,y)],(11)D3i(x,y)=Re[C2i(x,y)],(12)D4i(x,y)=Im[C2i(x,y)];(13)
10)根据式(14)和(15),进行交叉编码后再进行一次Hartley变换,E1i(x,y)=HT[D1i(x,y)+D3i(x,y)],(14)E2i(x,y)=HT[D2i(x,y)+D4i(x,y)];(15)
11)重复步骤4)到10),将重组图像H1(x,y)到HK(x,y)都进行加密编码;
12)使用保密信道将序号集合J、ϕ2i(x,y)以及ϕ3i(x,y)传输给接收方;使用公共信道将E1i(x,y)和E2i(x,y)传输给接收方;
在接收方,使用接收到的序号集合J、ϕ2i(x,y)、ϕ3i(x,y)、E1i(x,y)和E2i(x,y)对数据进行解码,其步骤如下:
1)对E1i(x,y)和E2i(x,y)进行Hartley变换,得到F1i(x,y)=HT[E1i(x,y)],(16)F2i(x,y)=HT[E2i(x,y)];(17)
2)根据加密编码方案,可以得到,
F1i(x,y)=B1i*cos[2*pi*ϕ2i(x,y)]+B2i*cos[2*pi*ϕ3i(x,y)],(18)F2i(x,y)=B1i*cos[2*pi*ϕ2i(x,y)]+B2i*cos[2*pi*ϕ3i(x,y)],(19)从中可以解出B1i(x,y)和B2i(x,y);
3)对B1i(x,y)和B2i(x,y)进行Hartley变换,得到G1i(x,y)=HT[B1i(x,y)],(20)G2i(x,y)=HT[B2i(x,y)];(21)
4)计算出重组图像Hri(x,y),
Hri(x,y)=sqrt[(G1i(x,y))^2+(G2i(x,y))^2],(22)其中,sqrt[]表示求平方根,^2表示平方运算;
5)重复解码步骤1)到4),恢复出重组图像Hr1(x,y)到HrK(x,y);
6)根据序号集合J,将重组图像Hr1(x,y)到HrK(x,y)恢复为原始高光谱图像集。