[发明专利]一种星上数据无损隐藏传输方法

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，涉及一种航天器数据传输方法。

背景技术

随着航天科技的进步和信息技术的发展，对卫星数据传输技术的需要越来越迫切，卫星数据传输速率越来越高，目前卫星高速数据传输速率可达数百兆甚至千兆bps。与此同时，卫星平台和星上传感器也已从过去的单一型向多样化发展。除了对高速率数据业务的需要外，星上还存在一些低速率的数据(例如低分辨率的遥感图像、遥感卫星自身产生的监测数据、其他空间飞行器通过星际链路传来的数据等)需要下传。如果将这些低速率数据通过单独的卫星数传系统进行下传，势必要增加卫星数传系统数量，从而会增加卫星体积、重量、功耗、成本等，导致整个卫星数传系统复杂度提高；如果利用卫星高速数据传输系统直接传输这些低速率的数据，由于数据量的增加将使得卫星数据传输的信息速率增大，可能会造成卫星数传系统设计参数的变化，甚至导致卫星传输体制的改变，给卫星的设计和研制带来困难。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有星上数据传输技术的不足，针对星上低速率数据的传输问题，提出一种星上数据无损隐藏传输方法，利用该方法将低速率数据嵌入高速图像数据中进行传输，地面接收端可以从载体图像中正确提取低速率数据，并完全无失真恢复原始高速率遥感图像数据。

本发明的技术解决方案是：一种星上数据无损隐藏传输方法，步骤如下：

(1)设定待嵌入数据在原始载体图像上的嵌入层数L，以及在进行像素差直方图统计时的峰值点个数m，m为偶数；

(2)建立一个与原始载体图像大小一致的定位图，定位图上的像素点与原始载体图像上的像素点一一对应，如果原始载体图像的某像素点的像素值介于L和255-L之间，则定位图上对应像素点的像素值赋值为0，其它情况下定位图上对应像素点的像素值赋值为1；然后对原始载体图像上的像素点的像素值进行修改，修改的原则为：如果原始载体图像上的像素点的像素值小于L，则将该像素点的像素值加L，如果原始载体图像上的像素点的像素值大于255-L，则将该像素点的像素值减L；

(3)将定位图信息、待嵌入数据、嵌入层数L、峰值点个数m进行数据打包形成由0和1组成的比特数据流S；

(4)将以下步骤(41)～(45)循环进行L次，完成待嵌入数据在修改后的原始载体图像上的嵌入，

(41)将原始载体图像分为大小为K×K的不重叠的图像块，并按S扫描顺序或倒S扫描顺序扫描每个图像块，得到每个图像块的像素序列，记每个像素序列中的第i个像素的像素值为x_i，1≤i≤K×K，x_i∈[0，255]；

(42)计算每个像素序列中像素值x_i+1与x_i之间的像素差x_i+1-x_i，每个像素序列对应生成一个像素差序列d_i，将所有像素差序列合并为一个像素差序列D_i；

(43)求取像素差序列D_i中像素差值的直方图，并选取像素差直方图中的m个最大峰值点P₁，P₂，…P_m-1，P_m；

(44)按照步骤(41)中的扫描顺序依次扫描每个图像块，对于每一个图像块中的像素点，令y₁＝x₁，通过以下公式修改图像块中的除第一个像素点以外的其余各像素点的像素值，对像素差直方图进行平移，