(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210914139.1 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 南京交通职业 技术学院 地址 210000 江苏省南京市南京江宁科 学 园龙眠大道62 9号 (72)发明人 张云　雷小燕　 (74)专利代理 机构 北京卓特专利代理事务所 (普通合伙) 11572 专利代理师 段宇 (51)Int.Cl. H04N 1/32(2006.01) H04N 7/18(2006.01) H04N 19/182(2014.01) H04N 19/467(2014.01) (54)发明名称 一种基于物联网智慧交通监控视频的管理 系统及加密方法 (57)摘要 本发明涉及视频安全技术领域， 具体涉及一 种基于物联网智慧交通监控视频的管理系统及 加密方法， 该方法包括： 对明文 图像进行分割处 理得到每个等级对应的像素块， 利用参数计算模 块获取每个等级对应的像素块的等级信息值， 根 据等级信息值获取每个像素块的两个5位二进制 数， 根据5位二进制数与2 ×2的像素块的扫描模 式获取等级密钥， 根据等级密钥对每个像素块中 的像素进行赋值得到密文图像， 本发 明方法通过 扩大密钥空间， 从而有效抵御暴力破解， 进而保 证监控视频的安全。 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 CN 115277974 A 2022.11.01 CN 115277974 A 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 3K×3K的明文图像， 其中， 将尺寸为3K×3K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 为3K‑1×3K‑1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3K‑2× 3K‑2的K‑2等级的像素块， 以此类 推， 直至获取9个尺寸 为30×30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权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115277974 A 2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权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115277974 A 3