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专利号: 2022109141391
申请人: 南京交通职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于物联网智慧交通监控视频的加密方法,其特征在于,该方法包括:获取交通监控视频及交通监控视频中的每帧尺寸为M×N监控图像,根据监控图像获取K K

3×3的明文图像,其中,

K K

将尺寸为3×3 的明文图像作为K等级的像素块,对K等级的像素块分割得到9个的尺寸K‑1 K‑1 K‑2为3 ×3 的K‑1等级的像素块,对每个K‑1等级的像素块进行分割得到9个的尺寸为3 ×K‑2 0 0

3 的K‑2等级的像素块,以此类推,直至获取9个尺寸为3×3的0等级像素块;

将每个等级的像素块的像素均值与其上一等级的对应的像素块的像素均值的差值作为对应等级的像素块的等级信息值,其中,将明文图像的像素均值作为K等级的像素块的等级信息值;

根据每个等级的像素块对应的等级信息值转化为8位二进制数,根据每个像素块的等级信息值对应的8位二进制数、插入水印位的二值数值及根据等级信息值设定符号位的二值数值获取10位二进制数,并将10位二进制数分割为两个5位二进制数;

获取5位二进制数的组合种类数,并获取2×2的像素块的扫描模式,其中,扫描模式包括有向扫描模式和等价扫描模式,使每个扫描模式对应一种5位二进制数,获取每种5位二进制数与每种扫描模式一一对应的对照表,每个像素块的5位二进制数与扫描模式的对应关系即为该像素块的等级密钥;

根据每个像素块对应的等级密钥对每个像素块中的下一等级的像素块进行赋值,根据赋值后的像素得到密文图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网智慧交通监控视频的加密方法,其特征在于,根据每个像素块对应的等级密钥对每个像素块中的下一等级的像素块进行赋值的步骤包括:根据像素值范围获取不同等级的像素块中的中心像素块的像素均值的取值范围;

从不同等级的像素块中的中心像素块的像素均值的取值范围中任选一个整数值,并作为对应等级的像素块中的中心像素块的赋值;

根据每个等级的像素块中的中心像素块的赋值及每个像素块对应的扫描模式获取每个对应等级的像素块中其余8个像素块的赋值,并给对应的8个像素块进行赋值。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网智慧交通监控视频的加密方法,其特征在于,像素值范围为[0,255],则K等级的像素块中的第4个像素块的像素均值的取值范围为[6K+6,249‑6K]。

4.根据权利要求2所述的一种基于物联网智慧交通监控视频的加密方法,其特征在于,根据每个等级的像素块中的中心像素块的赋值及每个像素块对应的扫描模式获取每个对应等级的像素块中其余8个像素块的赋值的步骤包括:根据每个像素块对应的扫描模式获取对应像素块的赋值调整常数;

将每个像素块的赋值调整常数及该像素块对应的等级中的中心像素块的赋值的和值作为对应像素块的赋值。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网智慧交通监控视频的加密方法,其特征在于,根据每个像素块对应的扫描模式获取对应像素块的赋值调整常数的步骤包括:若像素块对应的扫描模式为有向扫描模式,则按照有向扫描模式中的线段指向将有向扫描模式对应的四个像素块进行排序并标记序号;根据中心像素块在有向扫描模式中的序号获取有向扫描模式中的其他像素块的赋值调整常数;

若像素块对应的扫描模式为等价扫描模式,则按照等价扫描模式中的线段指向将等价扫描模式对应的四个像素块进行排序并标记序号;根据中心像素块在等价扫描模式中的序号获取等价扫描模式中的其他像素块的赋值调整常数;

根据每个等级的像素块中的两个扫描模式对应的像素块的赋值调整常数计算该等级的像素块中的其余两个像素块的赋值调整常数。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网智慧交通监控视频的加密方法,其特征在于,根据中心像素块在有向扫描模式中的序号获取有向扫描模式中的其他像素块的赋值调整常数的步骤包括:当该等级内的中心像素块序号为1时,则该等级内的第2、3、4序号的像素块对应的赋值调整常数依次为1、2、3;

当该等级内的中心像素块序号为2时,则该等级内的第1、3、4序号的像素块对应的赋值调整常数依次为‑1、1、2;

当该等级内的中心像素块序号为3时,则该等级内的第1、2、4序号的像素块对应的赋值调整常数依次为‑2、‑1、1;

当该等级内的中心像素块序号为4时,则该等级内的第1、2、3序号的像素块对应的赋值调整常数依次为‑3、‑2、‑1。

7.根据权利要求5所述的一种基于物联网智慧交通监控视频的加密方法,其特征在于,根据中心像素块在等价扫描模式中的序号获取等价扫描模式中的其他像素块的赋值调整常数的步骤包括:等价扫描模式的序号包括序号为(1,2,2,2)的等价扫描模式与序号为(1,1,1,2)的等价扫描模式;

若中心像素块的序号为(1,2,2,2)的等价扫描模式中的1时,则该等级内的2序号的赋值调整常数为1;若中心像素块的序号为(1,2,2,2)的等价扫描模式中的2时,则该等级内的第1、2序号的赋值调整常数依次为‑1、0;

若中心像素块的序号为(1,1,1,2)的等价扫描模式中的1时,则该等级内的第1、2序号的赋值调整常数依次为0、1;若中心像素块的序号为(1,1,1,2)的等价扫描模式中的2时,则该等级内的1序号的赋值调整常数依次为1。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网智慧交通监控视频的加密方法,其特征在于,根据等级信息值设定符号位的二值数值的步骤包括:设定等级信息阈值为0;

当等级信息值大于或者等于0,则符号位的二值数值为0;

当等级信息值小于0,则符号位的二值数值为1。

9.根据权利要求1所述的一种基于物联网智慧交通监控视频的加密方法,其特征在于,还包括:根据等级密钥对密文图像进行解密和验证;

其中,利用各个等级的像素块对应的等级密钥获取所有像素块的等级信息值;

从最高等级的每个像素块对应的等级信息值与该最高等级的像素块对应的下一等级的像素块的等级信息值获取该最高等级的下一等级的每个像素块的像素均值;

依此类推,依次获取每个等级的所有像素块像素均值,直至获取最低等级的每个像素

0 0

块的像素均值,其中,最低等级的像素块为3×3的0等级像素块,故最低等级的每个像素块的像素均值即为像素块的像素值,即得到密文图像对应的解密后的图像;

提取解密后的图像中的插入水印位的二值数值,根据所有水印位的二值数值验证交通监控视频图像是否被篡改。

10.一种基于物联网智慧交通监控视频的管理系统,其特征在于,该系统包括:图像采集模块,用于获取交通监控视频及交通监控视频中的每帧尺寸为M×N监控图K K像,根据监控图像获取3×3的明文图像,其中,

K K

图像处理模块,用于将尺寸为3×3的明文图像作为K等级的像素块,对K等级的像素块K‑1 K‑1分割得到9个的尺寸为3 ×3 的K‑1等级的像素块,对每个K‑1等级的像素块进行分割得K‑2 K‑2 0 0到9个的尺寸为3 ×3 的K‑2等级的像素块,以此类推,直至获取9个尺寸为3×3的0等级像素块;

参数计算模块,用于将每个等级的像素块的像素均值与其上一等级的对应的像素块的像素均值的差值作为对应等级的像素块的等级信息值,其中,将明文图像的像素均值作为K等级的像素块的等级信息值;

数据处理模块,用于根据每个等级的像素块对应的等级信息值转化为8位二进制数,根据每个像素块的等级信息值对应的8位二进制数、插入水印位的二值数值及根据等级信息值设定符号位的二值数值获取10位二进制数,并将10位二进制数分割为两个5位二进制数;

密钥设定模块,用于获取5位二进制数的组合种类数,并获取2×2的像素块的扫描模式,其中,扫描模式包括有向扫描模式和等价扫描模式,使每个扫描模式对应一种5位二进制数,获取每种5位二进制数与每种扫描模式一一对应的对照表,每个像素块的5位二进制数与扫描模式的对应关系即为该像素块的等级密钥;

加密模块,用于根据每个像素块对应的等级密钥对每个像素块中的下一等级的像素块进行赋值,根据赋值后的像素得到密文图像。