CN101827257A - 一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，涉及远程身份认证、远程视音频传输及同步等技术领域。传统庭审方式需要诉讼参与人各方在法院提供的审判庭中进行，诉讼成本高、效率低。本发明通过虹膜识别对诉讼参与人各方的身份进行远程认证；采集诉讼参与人各方视音频数据，将该诉讼参与人虹膜特征作为数字水印嵌入到视音频数据中；将每一诉讼参与人方的视音频数据同时发送给其他诉讼参与人方，其他诉讼参与人方提取视音频数据中的数字水印进行验证，验证通过后将视音频数据进行同步，最后将每一诉讼参与人方的视音频数据同时显示在显示设备上。本发明实现了远程的数字化庭审，诉讼成本低，审理效率高，安全性好。

Description

一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法

技术领域

本发明涉及远程身份认证、远程视音频传输及同步等技术领域，具体涉及一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，适用于法院对案件进行庭审的过程中。

背景技术

根据现行法律的规定，诉讼案件主要分类民事案件、行政案件和刑事案件。相应的，对案件的审理便分为民事案件的审理、行政案件的审理和刑事案件的审理。案件类型的不同以及案件具体情况的不同会使得庭审过程中的诉讼参与人有所不同。例如，民事案件诉讼参与人中必须有审判员、原告、被告，还可能有第三人、证人、鉴定人等；刑事案件的诉讼参与人还必须有公诉人。庭审程序可以大致概括如下几个阶段：对诉讼参与人身份进行确认阶段(该阶段在庭审前进行)；法庭调查阶段(该阶段内原、被告分别进行案件陈述并举证，对对方提供的证据进行质证，如果有证人，则还需要证人出庭作证)；法庭辩论阶段(由原、被告对争议焦点进行辩论)；最后陈述阶段(原、被告分别进行最后陈述)。

随着科技的发展，各级法院逐渐开始试行用科技手段支持庭审工作。从设施构成看，主要出现了二种形态的科技化法庭。

第一种，初期形态，主要由庭审记录设备、实物投影仪和音响系统组成，各法院习惯上称之为“多媒体法庭”。

第二种，改进期形态，是在“多媒体法庭”的基础上，引入了视频会议系统，以支持对庭审实况的录制、转发，但各种设备基本上是相互独立的，仅有部分实现相互联动，如由扩音系统控制摄像机，各法院习惯称之为“智能化法庭”。

纵观这两种形态的科技化法庭，基本上处于设备的操作使用层次，没有形成一个有机的整体。虽然在一定程度上方便了诉讼、提高了诉讼效率，但没有从根本上改变传统的庭审方式，庭审的过程仍然需要诉讼参与人各方在法院提供的审判庭中进行。一方面，诉讼成本较高，因为法院需要提供审判庭，其他诉讼参与人需要交通费用等；另一方面，在某些情况下也会影响案件的审判质量，例如证人因为某种原因而不能出庭作证或者害怕打击报复而不愿出庭作证等。此外，由于法院审判庭资源的有限性、以及当事人因正当理由无法到庭等原因，造成审理期限的拖延，影响了案件的审判效率。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于虹膜认证和数字水印的、诉讼成本低、审判效率高、安全性好的远程数字化庭审方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，包括以下步骤：

在庭审前采集所有诉讼参与人的虹膜图像，制作虹膜特征模板；

在庭审过程中先通过虹膜对诉讼参与人各方的身份进行远程认证，所述诉讼参与人各方处于不同的地点，通过网络相互连接；

采集诉讼参与人各方的视音频数据，并将该诉讼参与人的虹膜特征作为数字水印嵌入到该诉讼参与人方的视音频数据中；

将每一诉讼参与人方的视音频数据同时发送给其他诉讼参与人方，其他诉讼参与人方提取视音频数据中的数字水印进行验证，验证通过后将视音频数据进行同步，最后将每一诉讼参与人方的视音频数据同时在显示设备上显示。

如上所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，所述通过虹膜对诉讼参与人各方的身份进行远程认证的过程包括以下步骤：

采集诉讼参与人一系列的虹膜图像，从中选择最清晰的虹膜图像；

对虹膜图像进行预处理，包括平滑虹膜图像、提取虹膜图像边缘、定位虹膜边缘、归一化虹膜图像以及增强虹膜图像；

提取预处理后的虹膜图像中作为认证用的虹膜特征；

将虹膜特征与预先存储的该诉讼参与人的虹膜特征模板进行匹配。

如上所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其中，每隔固定的时间对诉讼参加人的身份验证一次，当未通过验证时，向所有诉讼参与人方发送报警信息。

如上所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，所述采集诉讼参与人各方的视音频数据的过程包括以下步骤：

对视频数据和音频数据分别进行采集；

将采集的视频数据和音频数据进行缓存；

当缓存的视频数据和音频数据达到预先设定的大小时，对视频数据和音频数据分别进行编码。

如上所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其中，将诉讼参与人的虹膜特征嵌入到编码前的原始视频和音频码流中。

或者在视频和音频数据编码过程中，将虹膜特征作为数字水印嵌入到视频和音频数据中。

或者将虹膜特征作为数字水印嵌入到编码后的视频和音频码流中。

如上所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，该方法还包括对解码后的视音频数据进行处理的步骤，所述对解码后的视音频数据进行处理包括增强视频清晰度、音频降噪和对视频中人物头像作马赛克处理。

如上所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其中，将显示设备分成多个显示区，每个显示区用于显示诉讼参与人一方的视音频，当某一区无显示内容时，则与发言的诉讼参与人方对应的显示区被相应放大；当该诉讼参与人端发言结束后，自动缩小到原始尺寸。

如上所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，该方法还包括将诉讼过程中所有的视音频文件进行备份的步骤。

采用本发明所述方法，庭审过程中诉讼参与人各方可以处于不同的地理位置，无需统一到法院提供的审判法庭进行诉讼，从而节省了各方的诉讼成本。由于庭审过程不受地域的限制，避免了因交通等问题造成的诉讼延误现象，缩短了法院审理案件的期限，提高了审判效率。此外，通过虹膜认证确认诉讼参与人的身份，并将其作为数字水印嵌入到视、音频数据中，不仅能够保证诉讼参与人身份的真实性，而且能够确保视音频数据在网络传输时的安全性。

附图说明

图1是本发明所述方法流程图；

图2是虹膜认证流程图；

图3是显示设备显示画面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明进行详细描述。

本发明的核心思想是：在法院庭审过程中，诉讼参与人各方可以处在不同的地点，通过视音频采集设备采集各方的视音频，将各方的视音频同时显示在各方的显示设备上。为了确保诉讼参与人身份的真实性和视音频数据在网络传输过程中的安全性，采用虹膜认证的方式并将虹膜特征作为水印嵌入到视音频数据中，防止视音频数据在网络传输过程中被篡改。

虹膜是眼睛瞳孔与巩膜之间的环形可视部分，不同人的虹膜具有随机的细节特征和纹理图像，而且这些特征在人的一声中均保持相当高的稳定性。基于虹膜特征的身份认证方式具有唯一性、高稳定性、非接触性和高防伪性等特点，因此采用虹膜认证方式能够确保诉讼参与人身份的真实性。

图1出示了本发明所述方法流程，主要包括以下步骤。

(1)通过虹膜识别对诉讼参与人各方的身份进行远程认证。

在庭审前，首先需要确认诉讼参与人各方的身份。诉讼参与人根据具体的案件类型和案件特点的不同而不同，包括审判人员、原告、被告、公诉人、第三人、证人等。在庭审前需要采集所有诉讼参与人的虹膜图像，制作虹膜特征模板，存入数据库中，作为庭审时验证诉讼参与人身份的匹配基准模板。

庭审时，诉讼参与人各方处于不同的地点，通过网络相互连接。

图2出示了虹膜认证的方法流程，包括以下步骤。

①采集诉讼参与人的虹膜图像。

由于虹膜是位于瞳孔与角膜之间的一个很小的器官，直径约十几毫米，结构相当复杂，并且不同人种的虹膜颜色有着很大的差别，白种人的虹膜颜色浅、纹理显著，黄种人的虹膜则多为深褐色，纹理非常不明显，所有需要用高清晰度、同时又对人眼无害的设备采集眼部图像。

采集虹膜图像时，可以采集一系列的虹膜图像，例如一次采集10张图像，从中选择最清晰的一张图像作为认证用的虹膜图像。图像质量的评估多以图像的频率特征进行判断，图像的细节特征比较明显，其像素灰度的变化频率高。可以采用FFT评估、差分评估等方法选出一张最清晰的图像。

②对采集的虹膜图像进行预处理。

由于采集的眼部图像不仅包含虹膜，而且还包括眼睛的其他部分，如眼睑、睫毛、巩膜等。而且如果不对被采集者作要求，虹膜在图像中的位置与大小都会发生变化。因此在对虹膜进行特征提取之前，必须对虹膜图像进行预处理，从而消除平移、缩放、旋转以及瞳孔的收缩对于虹膜识别的影响。虹膜图像的预处理主要包括平滑虹膜图像、提取虹膜图像边缘、定位虹膜边缘、归一化虹膜图像以及增强虹膜图像等。

虹膜图像的平滑处理是为了去除由于反光等引起的噪声干扰，促使虹膜边界上尽可能多的点灰度趋于一致，可以采用高斯二维低通滤波对图像进行平滑处理。

图像边缘检测的方法很多，本实施方式采用经典的Canny算子进行虹膜边缘提取，它具有定位精度高，单一边缘和检测效果好等优点。

在得到Canny边缘检测图像后，采用Hough变换对图像提取虹膜的内外边缘。其优点主要在于：该方法对图像中的噪声点不敏感，得到的结果可有效地滤除噪声的影响。

为了实现精确的匹配，还需要对虹膜进行归一化处理。虹膜内外边界都近似为圆形，可以利用极坐标变换的方法进行处理。以瞳孔圆心为起点引一条射线，得到射线与虹膜内外边界的交点坐标，则射线上两个交点之间的任何一点都可以用这两个交点的组合表示。这样可以将虹膜图像中的每一点一一映射到极坐标中去，归一化后的图像在极坐标下被展成一个矩形。此外，为了消除光源照射以及曝光不均对虹膜图像的影响，改善图像质量，需要对归一化后的图像进行增强处理，本实施方式采用直方图均衡化对图像进行增强处理。

③提取预处理后的虹膜图像作为认证用的虹膜特征。

本实施方式中，采用小波变换提取虹膜的纹理特征，将归一化后的虹膜图像进行二维小波变换，转换成小波域上的小波系数，然后提取能表征虹膜特征的小波系数进行量化编码，从而提取出标识不同虹膜的特征向量。

④将虹膜特征与预先存储的该诉讼参与人的虹膜特征模板进行匹配。

验证完成后，将验证结果通过网络分发给诉讼参与人各方的显示设备。如果通过了验证，也可以将该诉讼参与人的个人信息，如姓名、年龄、家庭住址、工作单位、联系方式等，与验证结果一起发送给诉讼参与人各方的显示设备。当诉讼参与人各方均收到验证结果及该诉讼参与人的个人信息后，通知各方显示设备同时显示验证结果及该诉讼参与人的个人信息。

审判人员也可以通过上述方式进行身份验证，并将每位审判人员的个人简介信息发送给其他诉讼参与人方，以便于其他诉讼参与人对审判人员有一定的了解，作为原、被告对审判人员提出回避申请的参考资料。

在庭审过程中，可以每隔一段时间对诉讼参加人的身份验证一次，例如10分钟。验证的过程在后台进行，即使通过验证也不再诉讼参与人各方显示，只有当验证失败后，才向诉讼参与人各方发送报警信息。

(2)采集诉讼参与人各方的视音频数据，并将该诉讼参与人的虹膜特征作为数字水印嵌入到该诉讼参与人所在方的视音频数据中。

诉讼参与人各方均设有视频采集设备和音频采集设备，视频和音频采用单独的通道进行采集。首先对采集到的视频数据和音频数据进行缓存，当缓存的数据的大小达到预先设定值时，对视频数据和音频数据进行编码，然后将编码后的视频数据和音频数据分发给诉讼参与人各方。在视频数据和音频数据中均包含时间点信息，作为视音频同步时的参考。

需要说明的是：在视频和音频采集时，只有当诉讼参与人一方正式发言时，才需要同时采集发言一方的视频和音频，其他方则只采集视频信息即可，而无需采集音频信息。

在上述过程中，将身份验证时提取的虹膜特征作为水印，分别嵌入到视音数据和音频数据中。数字水印可以在原始的视频和音频数据码流中嵌入，也可以在编码阶段嵌入，还可以在编码后嵌入。将水印直接嵌入在原始视频和音频流中不仅会增加视频和音频流的数据比特率，而且编码后水印容易出现丢失现象，也会降低视频和音频的质量。在编码过程中嵌入水印，一般不会增加视频和音频流的数据比特率，但会降低视频和音频的质量。在编码后嵌入水印，一方面计算复杂度低，不会造成视频和音频质量的下降；另一方面由于压缩比特率的限制而限定了嵌入水印的数据量的大小。综合以上原因，结合庭审的特点，优选采用在编码过程中嵌入水印，因为庭审过程中对视频和音频的质量要求不高，但对视频和音频数据的网络传递的效率要求较高。

(3)将每一诉讼参与人方的视音频数据同时发送给其他诉讼参与人方，其他诉讼参与人方提取视音频数据中的数字水印进行验证，验证通过后将视音频数据进行同步，最后将每一诉讼参与人方的视音频数据同时在显示设备上显示。

当诉讼参与人各方收到其他方的视音频时，在解码的过程中同时提取数字水印，然后与作为数字水印的原始虹膜特征进行匹配。如果匹配吻合，则证明该段视音频在网络传输过程中没有被篡改。

视音频数据解码后，可以对视音频数据再进行处理，例如增强视频清晰度、音频降噪和对视频中人物头像作马赛克处理等。在庭审过程中，如果证人不希望公开自己的相貌特征，则可以将其面部进行马赛克处理，这样能够起到对证人的保护作用。

接下来对视频数据和音频数据进行同步处理，此处只需对发言一方的视频和音频进行同步，其他方仅采集的是视频数据，因此无需同步的操作。当诉讼参与人方(除本方外，即视频和音频所在方)对同一时间段的视、音频均同步完成后，统一向所有诉讼参与人方发送命令，在所有诉讼参与人方的显示设备上同时播放该段视音频。这样，能够保证所有诉讼参与人方的显示设备上显示的内容一致。

在诉讼参与人各方可以设置多台显示设备，用于分别显示诉讼参与人各方的视音频；也可以将一台显示设备进行分区，每区显示诉讼参与人一方的视音频。如图3所示，显示设备分为审判人员显示区、原告显示区、被告显示区、证人显示区、身份认证结果和身份信息显示区、证据显示区。当某一区无显示内容时，如证人显示区、身份认证结果和身份信息显示区，其他显示区的大小被相应放大。一种优选的方式为：当某一诉讼参与人发言，并且某一显示区无显示内容时，则与诉讼参与人对应的显示区被相应的放大；当该诉讼参与人发言结束后，则自动缩小到原始尺寸。

此外，在庭审的法庭调查阶段，需要原、被告双方向法庭出示证据，如果有证人，还需要证人提供证言。在有证人参加的庭审中，还需要设置证人一方，当证人作证完毕后，证人方便与其他诉讼参与人方切断。当原告或被告出示证据并对该证据所要证明的实事进行陈述时，在各方的显示设备的证据显示区内显示与原告或被告正在陈述相对应的数字化证据。此处所述的数字化证据是根据举证期限内原、被告提交的证据在庭审前制作的。例如，物证可以拍摄成图片，书证、鉴定结论、勘验笔录等可以扫描成电子文件。在证据展示时，可以控制诉讼参与人各方的显示设备同时显示。

在证人提供证言后，或者庭审结束后，需要对书记员记录的庭审笔录进行确认。此时，需要签名或盖章的诉讼参与人方应设置数字签名设备或电子公章设备。法院方将庭审过程中记录的电子文件通过发送给需要签名或盖章的诉讼参与人方，然后该诉讼参与人方利用数字签名设备或电子公章设备在电子文件上进行签名或盖章后回传给法院方。为了保证电子文件在网络传输过程中被篡改，同样可以将诉讼参与人的虹膜特征作为数字水印嵌入到电子文件中。

在庭审过程中，公众可以对可公开审理的案件进行旁听，因此法院的审判庭中一般都提供旁听席，便于公众对案件审理过程进行监督，但是公众在庭审过程中没有发言的权利，也不得违反法庭纪律。在可公开审理的案件中，在将诉讼参与人一方的视音频发送给其他方的同时，发送给用于网络直播的服务器，服务器对其处理后，进行网络直播。也可以在庭审结束后，将存储的所有视音频文件整合成一段完整的视音频文件，在互联网上公布，用于公众在线观看和下载。这样，法院不但不用提供旁听席，而且也避免了旁听者对案件当事人的影响，以及违反法庭纪律的旁听者对案件审理过程的影响。

在庭审过程中，还需要对所有的视音频文件进行备份，以便法院方保留存根，便于以后查阅该案件的审理过程，或法院之间交流、学习使用，还可以将其加工后发布到互联网上，供公众观看和下载。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，包括以下步骤：

在庭审前采集所有诉讼参与人的虹膜图像，制作虹膜特征模板；

在庭审过程中先通过虹膜对诉讼参与人各方的身份进行远程认证，所述诉讼参与人各方处于不同的地点，通过网络相互连接；

采集诉讼参与人各方的视音频数据，并将该诉讼参与人的虹膜特征作为数字水印嵌入到该诉讼参与人方的视音频数据中；

将每一诉讼参与人方的视音频数据同时发送给其他诉讼参与人方，其他诉讼参与人方提取视音频数据中的数字水印进行验证，验证通过后将视音频数据进行同步，最后将每一诉讼参与人方的视音频数据同时在显示设备上显示。

2.如权利要求1所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其特征在于，所述通过虹膜对诉讼参与人各方的身份进行远程认证的过程包括以下步骤：

采集诉讼参与人一系列的虹膜图像，从中选择最清晰的虹膜图像；

对虹膜图像进行预处理，包括平滑虹膜图像、提取虹膜图像边缘、定位虹膜边缘、归一化虹膜图像以及增强虹膜图像；

提取预处理后的虹膜图像中作为认证用的虹膜特征；

将虹膜特征与预先存储的该诉讼参与人的虹膜特征模板进行匹配。

3.如权利要求1或2所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其特征在于：每隔固定的时间对诉讼参与人的身份验证一次，当未通过验证时，向所有诉讼参与人方发送报警信息。

4.如权利要求1或2所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其特征在于，所述采集诉讼参与人各方的视音频数据的过程包括以下步骤：

对视频数据和音频数据分别进行采集；

将采集的视频数据和音频数据进行缓存；

当缓存的视频数据和音频数据达到预先设定的大小时，对视频数据和音频数据分别进行编码。

5.如权利要求4所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其特征在于：将诉讼参与人的虹膜特征嵌入到编码前的原始视频和音频码流中。

6.如权利要求4所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其特征在于：在视频和音频数据编码过程中，将虹膜特征作为数字水印嵌入到视频和音频数据中。

7.如权利要求4所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其特征在于：将虹膜特征作为数字水印嵌入到编码后的视频和音频码流中。

8.如权利要求1所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其特征在于：所述方法还包括对解码后的视音频数据进行处理的步骤，所述对解码后的视音频数据进行处理包括增强视频清晰度、音频降噪和对视频中人物头像作马赛克处理。

9.如权利要求1所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其特征在于：将显示设备分成多个显示区，每个显示区用于显示诉讼参与人一方的视音频，当某一区无显示内容时，则与发言的诉讼参与人方对应的显示区被相应放大；当该诉讼参与人端发言结束后，自动缩小到原始尺寸。

10.如权利要求9所述的一种基于虹膜认证和数字水印的远程数字化庭审方法，其特征在于：所述方法还包括将诉讼过程中所有的视音频文件进行备份的步骤。

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