CN115378502B - 信息编码和解码方法、装置、设备和计算机可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信息编码和解码方法、装置、设备和计算机可读介质。所述编码方法包括：在矢量光场中设置待编码信息加载的起始点以及矢量光场的标记点；将待编码信息转换为待加载信息；将待加载信息按照信息加载路径加载至矢量光场中，获得待编码信息的光信息。本发明技术方案选择的准周期阵列矢量场作为编码的矢量场，结构相对复杂，并且可天然携带两套基元阵列，信息加载方式更加多样，在编码过程中必须已知相应的路径、进制以及起始点规定方式等，信息有一定的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及信息传输技术领域，特别涉及一种信息编码和解码方法、装置、设 备和计算机可读介质。
背景技术
随着光学的不断发展，其在信息领域中有着十分重要的应用，例如：波前编 码，量子信息，光信息存储，光信息传输，光信息处理等。近几十年，同一时刻、 同一波阵面上具有不同偏振态的矢量光场因其具有不同于传统标量光场的独特 性质而广受关注，在生物光子学、光学微操纵、量子信息、单分子成像、微加工、 超分辨显微、激光加速、近场光学等领域有着广泛的应用。虽然矢量光场的研究已经引起了广泛的关注，但是其蕴藏的巨大潜力尚未被充分挖掘。矢量光场在信 息传输领域的应用较少，并且信息都是以直接呈现信息内容的方式加载在矢量场 上，加载信息的方式较为简单，导致信息的安全性不高。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的至少一个技术问题，本发明实施例提供了一 种信息编码和解码方法、装置、设备和计算机可读介质。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种信息编码方法，所述方法包括：
在矢量光场中设置待编码信息加载的起始点以及所述矢量光场的标记点，所 述矢量光场包括：准周期点阵；
将所述待编码信息转换为待加载信息，所述待加载信息对应所述待编码信息 的偏振态；
将所述待加载信息按照信息加载路径加载至所述矢量光场中，获得所述待编 码信息的光信息。
在一个实施例中，所述方法还包括：
根据所述信息以及所述起始点和所述标记点对应的偏振态调控空间光调制 器，获得用于信息传输的准周期阵列矢量场，其中所述空间光调制器用于控制所 述矢量光场的形状和相位，通过相位间接调整偏振态。
在一个实施例中，所述矢量光场的生成，包括：
根据准周期图形生成所述准周期点阵；
对所述准周期点阵相应的基元进行卷积运算，生成所述准周期矢量光场。
在一个实施例中，所述在矢量光场中选择信息加载的起始点以及所述矢量光 场的标记点，包括：
将所述起始点和所述标记点设置为与所述待加载信息对应的偏振态不同的 偏振态，以容易区分所述起始点和所述标记点；或者，
将所述起始点和所述标记点设置为与所述待加载信息对应的偏振态相同的 偏振态，以减少偏振态的种类。
第二方面，提供了一种待编码信息解码方法，所述方法包括：
识别光编码信息中标记点的偏振态以及位置；
识别所述光编码信息中起始点的位置；
记录所述标记点的位置，并沿着所述光编码信息的信息载入路径记录所述信 息载入路径中每个点的偏振态，获得记录信息；
将所述记录信息导入预设的解码程序获得待解码信息；
将所述待解码信息转换为解码信息。
在一个实施例中，所述沿着所述光编码信息的信息载入路径记录所述信息载 入路径中每个点的偏振态，包括：
根据所述标记点调整所述矢量光场，使阵列光中的光斑的位置与已知的信息 读取路径重合；
从所述起始点的位置按照所述信息载入路径读取出所述信息载入路径中每 个点的偏振态。
第三方面，提供了一种信息编码装置，所述装置包括：
标记设置模块，用于在矢量光场中设置信息加载的起始点以及所述矢量光场 的标记点，所述矢量光场包括：准周期点阵；
转换模块，用于将所述待编码信息转换为待加载信息，所述待加载信息对应 所述待编码信息的偏振态；
信息加载模块，用于将所述待加载信息按照信息加载路径加载至所述矢量光 场中，获得所述待编码信息的光信息。
第四方面，提供了一种信息解码装置，所述装置包括：
识别模块，用于识别光编码信息中标记点的偏振态以及位置，
以及用于识别所述光编码信息中起始点的位置；
记录模块，用于记录所述标记点的位置，并沿着所述光编码信息的信息载入 路径记录所述信息载入路径中每个点的偏振态，获得记录信息；
解码模块，用于将所述记录信息导入预设的解码程序获得待解码信息；
转换模块，用于将所述待解码信息转换为解码信息。
第五方面，提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；以及与所述一个或多个处理器关联的存储器，所述存储 器用于存储程序指令，所述程序指令在被所述一个或多个处理器读取执行时，执 行如第一方面任一所述的方法。
第六方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，该 程序被处理器执行时实现如第一方面任一所述的方法。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
(1)本发明实施例公开的编码方法选择的准周期阵列矢量场作为编码的矢 量场，相对于阵列矢量场来说，结构相对复杂，并且可天然携带两套基元阵列， 信息加载方式更加多样；
(2)本发明实施例公开的编码方法，在编码过程中必须已知相应的路径、 进制以及起始点规定方式等，信息有一定的安全性；
(3)本发明实施例公开的编码方法引入准周期阵列，在信息传输方面有较 高的抗造性和稳定性；
(4)本发明在光路方面做出一定修改，可以减少更换矢量光场的基矢时的 光学元件位置变化带来的误差，缩短更换基矢的时间，提高效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的待编码信息编码方法流程图；
图2是本发明提供的携带信息的准周期阵列矢量场的生成原理图；
图3是本发明提供的光路结构示意图；
图4是本发明提供的待编码信息编码装置结构示意图；
图5是本发明提供的待编码信息解码方法流程图；
图6是信息入射场为“fields”时，模拟信息传输受到干扰所得实验结果；
图7分别为信息是“QF”、“CN”和“GX”的入射场，模拟信息传输受到干扰所 得实验结果；
图8分别为信息是“Beam”、“Light”和“Guang”的入射场，模拟信息传输受 到干扰所得实验结果；
图9是本发明提供的待编码信息解码装置结构示意图；
图10是本发明提供的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中 的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的 实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施 例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
如背景技术所述光信息安全性不高的问题，本发明实施例为了解决现有技术 中存在的问题，提供了一种信息编码及解码方法、装置、设备和计算机可读介质， 具体技术方案如下：
如图1所示，一种信息编码方法，包括：
S1、在矢量光场中设置信息加载的起始点以及矢量光场的标记点，矢量光场 包括：准周期点阵。
上述，矢量光场是一种区别于标量光场的概念。传统的标量光场主要指空间 偏振态均匀分布的光场，其特征是光场中空间各点的偏振态相同，并且在同一时 刻空间局域各点的电场方向也相同。因此矢量光场主要指具有空间偏振态非均匀 分布特性的光场。矢量光场的生成方法主要包括：主动生成法和被动生成法，本 发明实施例公开的技术方案优选被动生成法。准周期阵列矢量光场为包括准周期点阵的矢量光场，进行信息编码时可以利用周期性的阵列加载信息。
在一个实施例中，生成准周期阵列矢量光场，包括：
根据准周期图形生成准周期点阵。
对准周期点阵相应的基元进行卷积运算，生成准周期矢量光场。
图2是携带信息的准周期阵列矢量场的原理图。其中图2(a)和图2(b)分 别表示通过准周期图形即可获得准周期点阵。如图2(c)所示，将准周期点阵相 应的基元进行卷积运算即可生成准周期矢量场。如图2(d)所示，通过改变准周 期矢量场的偏振，即可得到携带信息的准周期矢量场。
上述，首先生成准周期阵列，准周期阵列是二维准周期图形中每个基元的位 置点阵，因为二维准周期图形通过自相似变化过程后，依旧为准周期图形，但是 组成图形的基元增多，所以根据基元的自相似迭代过程来生成准周期阵列。本发 明实施例优选使用二维准周期图形为Penrose拼图，Penrose拼图由两种基元 构成，这两种基元分别为两种内角不同的菱形，可以称为胖菱形和瘦菱形，两种 基元的点阵用公式可分别描述为：
其中代表卷积，Ln(x，y)，Sn(x，y)，mn(x，y)，hn(x，y)，pn(x，y)和qn(x，y) 都是由δ函数构成根据选择的点阵不同会有不同的变化。本实例中，Ln(x，y)和 Sn(x，y)分别代表第n次迭代时胖菱形和瘦菱形的位置点阵，mn(x，y)，hn(x，y)， pn(x，y)和qn(x，y)分别为相对应的迭代函数，由于胖菱形和瘦菱形迭代之后均 会产生新的胖菱形和瘦菱形，因此在公式中将其拆分成了两部分，其中mn(x，y) +hn(x，y)为胖菱形的迭代函数，pn(x，y)+qn(x，y)为瘦菱形的迭代函数。当n＝ 0时，L0(x，y)和S0(x，y)分别为胖菱形和瘦菱形的初始位置点阵，初始位置点阵 根据Penrose拼图的8种顶角构型得到。
四个迭代函数可以分别写为：
迭代函数中的相应参数分别为：
和φn(ρn)分别对应第n次的胖、瘦菱形的相对于标准图形的旋转角度，由公式
计算得出，其中，
μ∈[1，2，3，...，ηn-1+1]，σ∈[1，2，3，...，ρn-1].
φn(ρn)与形式相同，将上公式“3”变为“2”，/>变为/>变为/>“μ”变为“ω”，“σ”变为“ε”，/>ω∈[1，2，3，...，ηn-1+1]，ε∈[1，2，3，...，ρn-1]。根据上述公式，即可生成准周期点阵。
得到准周期点阵时即可通过基元和点阵卷积生成准周期矢量场，具体公式如 下：
其中：
En＝Un(x，y)En(x，y)，
En′＝Un(x，y)En′(x，y).
En(x，y)和En′(x，y)为基元光场的偏振态表达式，Un(x，y)和Un′(x，y)为基元光场的形 状函数，En和En′为基元光场，Ln(x，y)和sn(x，y)是胖瘦菱形的位置点阵。
下面通过实验验证利用本发明实施例提供的准周期阵列矢量光场的可行性。
图3中给出了实验的光路图，主要包括携带待编码信息的准周期阵列矢量场 的生成装置和模拟信息传输的装置。实验光路既可以生成准周期矢量场也能生成 携带信息的准周期矢量场。还能在一定的程度上模拟带信息的矢量场在传播过程 中受到干扰时，所携带的光信息的稳定性。即验证了这些光场的可行性，也一定 程度上表示了这种光信息的稳定性(抗干扰能力)。实验光路具体原理为：激光器 301生成一束激光经过1/2波片302和偏振分束器303形成一束强度可调的偏 振光，通过空间光调制器304，空间光调制器加载了电脑生成的携带信息的光栅，然后经过凸透镜305进行汇聚，在焦面位置生成一系列衍射级次，利用空间滤波 器306将±1级衍射级次滤出，经过四个光轴摆放角度不同的1/4波片711、712、 721和722生成我们所需要的光场基矢，两束光通过凸透镜308在朗奇光栅309 上汇聚，朗奇光栅将两束光合成携带信息的准周期阵列矢量场，经过反射镜310 和311反射进入信息传输模拟系统。在这里要指出，由于光场的远距离传输可看 做傅里叶变换，光场经过聚焦也可看做傅里叶变换，因此我们用聚焦模拟了待编 码信息的传输过程，并且在焦场处设置遮挡来模拟传输过程受到的干扰。光场经 过凸透镜312进行汇聚，在焦面上设置扇形滤波器313作为信息传输过程中受 到的干扰，再经过凸透镜314模拟完成整个信息的传输过程，经过1/4波片315 和偏振片316之后，即可通过CCD 317将光场记录，从而进行待编码信息的解 码过程。本发明对矢量光场的生成系统做出一定改进，可以减少更换基矢、测量数据时的光学元件的调整，从而减少光学元件位置变动导致的误差。其中1/4波 片711、712、721、722用于生成矢量场的基矢，当711和712的光轴与x轴的夹 角为±45°，721和722与x轴的夹角为0°时，生成的基矢为左旋光和右旋光， 这类基矢用于纯线偏振的矢量场；当711和721的光轴与x轴的夹角为22.5°， 712和722与x轴的夹角为-22.5°时，生成的基矢为45°方向线偏振和-45°方 向线偏振，这类基矢用于生成杂化场；当711和721的光轴与x轴的夹角为0°， 712和722与x轴的夹角为45°时，生成的基矢为x方向线偏振和y方向线偏振，这类基矢同样用于生成杂化场，区别在于杂化场的偏振分布不同。315和316 用于辅助采集待编码信息，当撤掉315时可通过316采集光的偏振态分布；当 315存在于光路时，测出315的光轴与x轴夹角为0°并且偏振片光轴为45°的 光强分布，与撤掉315时记录下的光的x分量，y分量和45°分量可以共同计算 得到光的斯托克斯参量的分布。
上述步骤S1中，可在矢量光场中的准周期点阵中选择信息加载的起始点， 矢量光场的标记点主要表示矢量光场的尺寸大小。优选地，一个矢量光场至少选 择三个标记点，标记点的位置最好不在同一行。
如图2所示，距离中心最远的位置有五个点，选取其中四个点作为标记点， 用空白圆环表示。信息标记的起始点在此处没有单独标出，但是可以看做距离中 心最远的未被用作标记点的点与场中心连线(图2(d)中虚线标出)，在最内侧五 个点，以虚线为起点沿着逆时针的第一个点作为信息起始点。
在一个实施例中，步骤S1，包括：
为了更容易区分起始点和标记点可以选择将所述起始点和所述标记点设置 为与所述待加载信息对应的偏振态不同的偏振态；或者，为了减少偏振态种类， 可以选择将所述起始点和所述标记点设置为与所述待加载信息对应的偏振态相 同的偏振态。
上述，若待加载信息为二进制信息，则上述主要指采用二进制的“0”与“1”， 本发明为了更清晰的表示信息加载过程，因此将起始点与标记点设置为与待加载 信息对应的偏振态相同的偏振态由此可以采用逻辑变量表示起始点和标记点。
S2、将待编码信息转换为待加载信息。
上述，待编码信息与待加载信息的转换法则可人为设定。待加载信息可以是 二进制信息，以“QF”为例，此处信息“Q”的二进制为“0101 0001”，信息“F”的二 进制为“01000110”。
S3、将待加载信息按照信息加载路径加载至矢量光场中，获得待编码信息的 光信息。上述，在矢量场中选择信息加载路径用于加载步骤S2中转化出的待加 载信息。在路径选取的过程中要避免与步骤S1选取的标记点重复。信息加载的 路径包括点阵中选取的点之间的连线以及连线方向(或者称作点的连接顺序)。 以“QF”为待编码信息为例，选取的信息加载路径如图2(d)中的实线所示。
上述，以待加载信息为二进制信息为例，二进制信息主要按照点与点之间的 连接顺序依次加载到点阵中选中的点上。如图2(d)中的实线所示，由“QF”转 换成的“01010001”和“0100 0110”，由起始点开始，沿着逆时针依次加入最内侧 的点，最内侧信息点加满之后，继续在次内侧的一环点上加载信息，该环的第一 个加载信息的点为虚线沿着逆时针的该环的第一个点。
在一个实施例中，本发明公开的编码方法，还包括：
根据待加载信息以及起始点和标记点对应的偏振态调控空间光调制器，获得 用于信息传输的准周期阵列矢量场，其中空间光调制器可用于控制矢量光场的形 状和相位，通过相位间接调整偏振态。
上述，步骤S3将待编码信息加载到矢量光场上后，还需要进一步调控空间 光调控制器。以“QF”为待编码信息为例，根据信息与逻辑“0”和“1”对应 的偏振态对空间光调制器进行调控即可得到用于信息传输的准周期阵列矢量场。 此处我们用x方向线偏振和y方向线偏振来表示二进制中的逻辑“0”和“1”， 在图2(d)中我们用两种方向的箭头分别表示两种偏振态。
基于上述本发明实施例公开的编码方法，如图4所示，本发明实施例还提供 一种信息编码装置，包括：
标记设置模块401，用于在矢量光场中设置信息加载的起始点以及矢量光场 的标记点，所述矢量光场包括：准周期点阵；
转换模块402，用于将待编码信息转换为待加载信息；
信息加载模块403，用于将待加载信息按照信息加载路径加载至矢量光场中，获得待编码信息的光信息。
在一个实施例中，所述装置，还包括：
矢量光场生成模块，用于：根据准周期图形生成准周期点阵，以及对准周期 点阵相应的基元进行卷积运算，生成准周期矢量光场。
在一个实施例中，标记设置模块401，具体用于
将起始点和标记点设置为与待加载信息对应的偏振态不同的偏振态，以容易 区分所述起始点和所述标记点；或者，
将起始点和标记点设置为与待加载信息对应的偏振态相同的偏振态，以减少 偏振态的种类。
在一个实施例中，本发明公开的编码装置，还包括：
调控模块，用于根据待加载信息以及起始点和标记点对应的偏振态调控空间 光调制器，获得用于信息传输的准周期阵列矢量场，其中空间光调制器用于控制 矢量光场的形状和相位，通过相位间接调整偏振态。
如图5所示，基于上述信息编码方法，本发明还提供一种信息解码方法，包 括：
S1′识别光编码信息中标记点的偏振态以及位置。
S2′识别光编码信息中起始点的位置。
S3′记录标记点的位置，并沿着光编码信息的信息载入路径记录信息载入 路径中每个点的偏振态，获得记录信息。
在一个实施例中，步骤S3′，包括：
根据标记点调整矢量光场，使阵列光中的光斑的位置与已知的信息读取路径 重合；
从起始点的位置按照信息载入路径读取出信息载入路径中每个点的偏振态。
S4′将记录信息导入预设的解码程序获得待解码信息。
S5′将待解码信息转换为解码信息。
下面以“fields”作为输入信息说明本发明编码后的矢量光场的稳定性：在解 码过程中，已知编码过程的起始点、标记点和信息路径，再根据解码步骤即可解 码出相对应信息“fields”。图6中相应入射光场和传播时扇形滤波器角度b＝0， π/2，π和3π/2的出射光场的强度图。左图是信息读取路径，右图中第一列到第 四列为b＝0、π/2、π和3π/2时的总强度、x分量和y分量。从图中可以看出信息的识别程度在空间频谱损失75％的情况下依旧可以识别出相应的点阵位置以 及偏振态，表现出良好的抗干扰、抗噪的能力。
下面分别以如图7所示的“QF”、“CN”和“GX”以及如图7所示的“Beam”、“Light” 和“Guang”作为输入信息说明本发明编码后的矢量光场的灵活性：分别将不同的信息“QF”、“CN”和“GX”以及增加信息量的信息“Beam”、“Light”和“Guang”载 入准周期矢量场中。图7是信息分别为“QF”、“CN”和“GX”的入射场，三行分别 对应总强度、x分量和y分量。图8分别为信息是“Beam”、“Light”和“Guang”的入射场，三行分别对应总强度、x分量和y分量。本实例表明，该方法具有一定 的信息承载能力。
基于上述本发明实施例公开的解码方法，如图9所示，本发明实施例还提供 一种信息解码装置，包括：
识别模块901，用于识别光编码信息中标记点的偏振态以及位置，
以及用于识别光编码信息中起始点的位置；
记录模块902，用于记录标记点的位置，并沿着光编码信息的信息载入路径 记录信息载入路径中每个点的偏振态，获得记录信息；
解码模块903，用于将记录信息导入预设的解码程序获得待解码信息；
转换模块904，用于将待解码信息转换为解码信息。
在一个实施例中，记录模块902，具体用于：
根据标记点调整矢量光场，使阵列光中的光斑的位置与已知的信息读取路径 重合；以及从起始点的位置按照信息载入路径读取出信息载入路径中每个点的偏 振态。
另外本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；以及与所述一个或多个处理器关联的存储器，所述存储 器用于存储程序指令，所述程序指令在被所述一个或多个处理器读取执行时，执 行上述实施例公开的信息编码方法。
其中，如图10所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设 备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存 储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。总 线18表示任意总线结构中的一种或多种。
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何 能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的 和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随 机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包 括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。在这些情况 下，每个相对应的驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。 存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程 序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存 储器28中，这样的程序模块42包括一但不限于一操作系统、一个或者多个应 用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包 括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/ 或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如CCD、空间光调制器、 显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的 设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信 的任何设备通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。另外，本实施 例中的计算机设备12，显示器24不是作为独立个体存在。并且，计算机设备12 还可以通过网络适配器20与一个或者多个任意网络通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示 出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能 应用以及数据处理。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似 的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤 其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比 较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实 施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是 物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位 于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出 创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对 本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申 请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理 解为对本申请的限制。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此 不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
Claims (5)
1.一种信息编码、解码方法，其特征在于，包括：
在矢量光场中设置信息加载的起始点以及所述矢量光场的标记点，所述矢量光场包括：准周期点阵；
将待编码信息转换为待加载信息，所述待加载信息对应所述待编码信息的偏振态；将所述待加载信息按照信息加载路径加载至所述矢量光场中，获得所述待编码信息的光信息；
识别光编码信息中标记点的偏振态以及位置；
识别所述光编码信息中起始点的位置；
记录所述标记点的位置，并沿着所述光编码信息的信息载入路径记录所述信息载入路径中每个点的偏振态，获得记录信息；
将所述记录信息导入预设的解码程序获得待解码信息；
将所述待解码信息转换为解码信息；
根据所述待加载信息以及所述起始点和所述标记点对应的偏振态调控空间光调制器，获得用于信息传输的准周期阵列矢量场，其中所述空间光调制器用于控制所述矢量光场的形状和相位，通过相位间接调整偏振态；
根据准周期图形生成所述准周期点阵；
对所述准周期点阵相应的基元进行卷积运算，生成所述准周期矢量光场；
所述在矢量光场中选择信息加载的起始点以及所述矢量光场的标记点，包括：将所述起始点和所述标记点设置为与所述待加载信息对应的偏振态不同的偏振态，以容易区分所述起始点和所述标记点；或者，
将所述起始点和所述标记点设置为与所述待加载信息对应的偏振态相同的偏振态，以减少偏振态的种类。
2.如权利要求1所述的信息编码、解码方法，其特征在于，所述沿着所述光编码信息的信息载入路径记录所述信息载入路径中每个点的偏振态，包括：
根据所述标记点调整所述矢量光场，使阵列光中的光斑的位置与已知的信息读取路径重合；
从所述起始点的位置按照所述信息载入路径读取出所述信息载入路径中每个点的偏振态。
3.一种信息编码、解码装置，其特征在于，包括：
标记设置模块，用于在矢量光场中设置信息加载的起始点以及所述矢量光场的标记点，所述矢量光场包括：准周期点阵；
转换模块，用于将所述待编码信息转换为待加载信息，所述待加载信息对应所述待编码信息的偏振态；
信息加载模块，用于将所述待加载信息按照信息加载路径加载至所述矢量光场中，获得所述待编码信息的光信息；
识别模块，用于识别光编码信息中标记点的偏振态以及位置，
以及用于识别所述光编码信息中起始点的位置；
记录模块，用于记录所述标记点的位置，并沿着所述光编码信息的信息载入路径记录所述信息载入路径中每个点的偏振态，获得记录信息；
解码模块，用于将所述记录信息导入预设的解码程序获得待解码信息；
转换模块，用于将所述待解码信息转换为解码信息；
根据所述待加载信息以及所述起始点和所述标记点对应的偏振态调控空间光调制器，获得用于信息传输的准周期阵列矢量场，其中所述空间光调制器用于控制所述矢量光场的形状和相位，通过相位间接调整偏振态；
根据准周期图形生成所述准周期点阵；
对所述准周期点阵相应的基元进行卷积运算，生成所述准周期矢量光场；
所述在矢量光场中选择信息加载的起始点以及所述矢量光场的标记点，包括：将所述起始点和所述标记点设置为与所述待加载信息对应的偏振态不同的偏振态，以容易区分所述起始点和所述标记点；或者，
将所述起始点和所述标记点设置为与所述待加载信息对应的偏振态相同的偏振态，以减少偏振态的种类。
4.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；以及与所述一个或多个处理器关联的存储器，所述存储器用于存储程序指令，所述程序指令在被所述一个或多个处理器读取执行时，执行如权利要求1所述的信息编码、解码方法。
5.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的信息编码、解码方法。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107526179A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-29 | 东南大学 | 一种光场自旋角动量二维编码装置及其编码方法 |
| CN109212774A (zh) * | 2018-07-20 | 2019-01-15 | 太原理工大学 | 一种可调谐的超分辨高纵横比的纵向偏振光针阵列 |
| CN110196546A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-09-03 | 北京理工大学 | 基于多层超颖表面的非互易性非对称传输波前调制方法 |
| CN110612722A (zh) * | 2017-05-10 | 2019-12-24 | 西斯维尔科技有限公司 | 对数字光场图像编码和解码的方法和设备 |
| CN114584220A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-06-03 | 厦门大学 | 一种基于光斑识别的非正交偏振编码方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9967541B2 (en) * | 2014-11-05 | 2018-05-08 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | 3D imaging, ranging, and/or tracking using active illumination and point spread function engineering |
-
2022
- 2022-08-25 CN CN202211024866.7A patent/CN115378502B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110612722A (zh) * | 2017-05-10 | 2019-12-24 | 西斯维尔科技有限公司 | 对数字光场图像编码和解码的方法和设备 |
| CN107526179A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-29 | 东南大学 | 一种光场自旋角动量二维编码装置及其编码方法 |
| CN109212774A (zh) * | 2018-07-20 | 2019-01-15 | 太原理工大学 | 一种可调谐的超分辨高纵横比的纵向偏振光针阵列 |
| CN110196546A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-09-03 | 北京理工大学 | 基于多层超颖表面的非互易性非对称传输波前调制方法 |
| CN114584220A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-06-03 | 厦门大学 | 一种基于光斑识别的非正交偏振编码方法 |
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