CN110853042A - 一种基于图像识别的涉密矢量图形自动分割系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像识别的涉密矢量图形自动分割系统及方法，该系统包括矢量图形数据库、图形处理器、图形存储服务器、移动终端和处理器；矢量图形数据库分别与图形服务器和处理器连接，图形服务器还与移动终端连接。本发明摒弃了传统的手工作业方法，通过外业人员在移动终端上进行分割数据填写，并及时将数据传回内业人员处，保证了目标数据的快速获取，避免了外业人员现场勘察时受天气的影响，降低了人员沟通成本，提高了生产作业效率；同时，在涉密图形的网络传输过程中，涉及到在线传输的过程均对其进行加密，保证了涉密矢量图形的数据安全。

Description

一种基于图像识别的涉密矢量图形自动分割系统及方法

技术领域

本发明属于矢量图形处理技术领域，具体涉及一种基于图像识别的涉密矢量图形分割系统及方法。

背景技术

矢量图形是指含有坐标系与坐标点的图形，矢量可以是一个点或一条线，矢量图只能靠软件生成，文件占用内存空间较小，因为这种类型的图像文件包含独立的分离图像，可以自由无限制的重新组合。目前矢量图形处理都是采用专业的图形处理软件如ArcGIS、MapGIS、AutoCAD等进行处理，矢量图形的处理包括图形的分割操作等，由于矢量图形数据的保密性，按国家保密法规定，这些数据如果没有做脱密处理，是不能在互联网上进行传播使用的，因此，涉密的矢量图形处理操作都必须在不联网的机器上进行。当前作业人员对矢量图形进行分割处理时，常规的操作方式是外业人员通过实地外业调查将矢量图形的具体位置与形状绘制于图纸中，调绘完成后再回到公司进行内业处理，达到对矢量图形进行分割的目的。

这种传统的作业方式由于是采用人工绘制草图的方式进行，非常考验作业人员的绘图功底，并且很难保证不同作业人员相互之间绘制的草图能够看得明白，这样就增加了大量的人员沟通成本，降低了生产作业效率。并且采用绘制草图的作业模式，很容易受制于天气条件，比如下雨天，外业人员的绘制图纸很容易被淋湿，根本无法完成绘制任务，由此降低了后续矢量图形的分割处理过程，降低了获取目标图形的效率。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于图像识别的涉密矢量图形自动分割系统及方法解决了传统的涉密矢量图形分割方法中采用纸质作业易受天气影响，数据生产效率低的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于图像识别的涉密矢量图形自动分割系统，包括矢量图形数据库、图形处理器、图形存储服务器、移动终端和处理器；

所述矢量图形数据库分别与图形处理器和处理器连接，所述图形处理器与图形存储服务器连接，所述图形存储服务器分别与移动终端和处理器连接；

所述矢量图形数据库用于存储涉密的待分割矢量图形；

所述图形处理器用于抽取矢量图形数据库中的待分割矢量图形，并对其进行处理后上传至图像存储服务器中；

所述图形存储服务器用于存储处理后的待分割图形；

所述移动终端用于查看从图形存储服务器中下载的处理后的待分割矢量图形，并将填写有对应分割数据的图形上传至图形存储服务器；

所述处理器用于根据将带有分割数据的矢量图形和原始待分割矢量图形进行自动识别对比，将原始待分割矢量图形进行自动分割。

进一步地，所述图形处理器包括依次连接的尺寸调节单元和图形加密单元；

所述尺寸调节单元用于将所有抽取的待分割矢量图形调节为相同尺寸大小的图形；

所述图形加密单元用于对尺寸调节后的图形进行加密并上传至图形存储服务器中。

进一步地，所述移动终端为与图形存储服务器进行在线数据传输的智能手机和/或平板电脑。

进一步地，所述处理器为具有图像识别分析功能和图形解密功能的计算机。

一种基于图像识别的涉密矢量图形自动分割方法，包括以下步骤：

S1、从矢量图形数据库中抽取原始待分割矢量图形，通过图形处理器对其进行处理后上传到图形存储服务器中；

S2、根据实地勘察结果，在移动终端上对从图形存储服务器中下载的矢量图形进行分割数据的填写，并将其上传至图形存储服务器中；

S3、从图形存储服务器中下载带有分割数据的矢量图形，并通过处理器将其与矢量图形数据库中对应的原始待分割矢量图形进行识别对比，实现对原始待分割矢量图形的自动分割。

进一步地，所述步骤S1中，对待分割矢量图形进行的处理包括依次对抽取的待分割矢量图形生成相同尺寸大小的矢量图形和对相同尺寸大小的矢量图形进行加密。

进一步地，所述步骤S1中，通过基于混沌序列的加密算法对相同尺寸大小的矢量图形进行加密，其步骤具体为：

A1、获取待加密矢量图形的图层加密要素信息；

所述图层加密要素信息包括横坐标和纵坐标；

A2、生成秘钥，并根据秘钥和加密图层要素信息生成混沌序列；

A3、基于混沌序列，置乱待加密矢量图形的横坐标和纵坐标；

A4、分别对置乱后的横坐标和纵坐标做一维离散余弦变换，并进行DC值加密；

A5、基于加密的DC值，对置乱后的横坐标和纵坐标做一维离散余弦逆变换；

A6、根据混沌序列，对一维离散余弦逆变换后的横坐标和纵坐标进行再次置乱，进而获得加密后的矢量图形。

进一步地，所述步骤S2中，通过移动终端在图形存储服务器中下载矢量图形的方法具体为：

B1、通过移动终端向图形存储服务器发送矢量图形下载请求；

B2、通过图形存储服务器验证该移动终端发送的下载请求是否合法；

若是，则进入步骤B3；

若否，则进入步骤B4；

B3、通过在线传输方式，将图形服务器中存储的与下载请求对应的加密后的矢量图形和秘钥发送至移动终端，进入步骤B5；

B4、驳回该移动终端的矢量下载请求，并将移动终端发送的违法下载请求进行记录；

B5、在离线条件下，通过移动终端根据接收到的秘钥对下载的加密矢量图形进行自动解密，进而获取加密前的矢量图形。

进一步地，所述步骤S2中，填写所述分割数据时移动终端为离线状态，当移动终端完成分割数据填写时，自动对分割数据填写完成的矢量图形进行加密，并在移动终端处于在线状态时，自动将加密后的图形传输至图形储存服务器；

所述移动终端上填写的分割数据包括在矢量图形上描绘分割线和填写通过分割线分割后每个图形的面积。

进一步地，所述步骤S3具体为：

S31、通过处理器在线下载图形存储服务器中的加密且填写分割数据的矢量图形；

S32、通过处理器中存储的秘钥，对加密且填写分割数据的矢量图形进行解密，获取准确填写有分割数据的矢量图形；

S33、将填写有分割数据的矢量图形恢复至初始尺寸大小；

S34、从矢量图形数据库中离线获取待分割矢量图形；

S35、通过图像自动识别软件自动识别填写有分割数据的矢量图形中的分割线，并结合填写的每个分割后的图形面积，将待分割矢量图形自动分割成若干矢量子图形，实现对原始待分割矢量图形的自动分割。

本发明的有益效果是：

本发明提供基于图像识别的涉密图形自动分割系统及方法，摒弃了传统的手工作业方法，通过外业人员在移动终端上进行分割数据填写，并及时将数据传回内业人员处，保证了目标数据的快速获取，避免了外业人员现场勘察时受天气的影响，降低了人员沟通成本，提高了生产作业效率；同时，在涉密图形的网络传输过程中，涉及到在线传输的过程均对其进行加密，保证了涉密矢量图形的数据安全。

附图说明

图1为本发明提供的基于图像识别的涉密矢量图形自动分割系统结构图。

图2为本发明提供的及时雨图像识别的涉密矢量图形自动分割方法流程图。

图3为本发明提供的下载矢量图形的方法流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1：

如图1所示，一种基于图像识别的涉密矢量图形自动分割系统，包括矢量图形数据库、图形处理器、图形存储服务器、移动终端和处理器；

所述矢量图形数据库分别与图形处理器和处理器连接，所述图形处理器与图形存储服务器连接，所述图形存储服务器分别与移动终端和处理器连接；所述矢量图形数据库用于存储涉密的待分割矢量图形；所述图形处理器用于抽取矢量图形数据库中的待分割矢量图形，并对其进行处理后上传至图像存储服务器中；所述图形存储服务器用于存储处理后的待分割图形；所述移动终端用于查看从图形存储服务器中下载的处理后的待分割矢量图形，并将填写有对应分割数据的图形上传至图形存储服务器；所述处理器用于根据将带有分割数据的矢量图形和原始待分割矢量图形进行自动识别对比，将原始待分割矢量图形进行自动分割。

本发明实施例中的图形处理器包括依次连接的尺寸调节单元和图形加密单元，尺寸调节单元用于将所有抽取的待分割矢量图形调节为相同尺寸大小的图形，将矢量图形调整为相同尺寸大小，便于后续对矢量图形的加密操作；图形加密单元用于对尺寸调节后的图形进行加密并上传至图形存储服务器中，对图形进行加密保证了矢量图形在网络数据传输过程中的数据安全。

在本发明实施例中的移动终端为与图形存储服务器进行在线数据传输的智能手机和/或平板电脑，使外业人员能够便携的快速在移动终端上填写矢量图形的分割数据。

本发明实施例中处理器为具有图像识别分析功能和图形解密功能的计算机，内业人员通过计算机对外业人员填写分割数据的矢量图形和矢量图形数据库中的待分割矢量图形进行对比，进而实现矢量图形的自动分割。

在本发明实施例中，矢量图形数据库作为保存涉密矢量图形存储器，为保证矢量图形数据的安全，其与处理器和图形处理处理器之间均采用离线的方式进行数据传输，使非相关工作人员无法在矢量图形传输过程中获取到原始的矢量图形；图形处理器作为对涉密矢量图形进行加密的功能模块，其保证了加密后的矢量图形，在后续的在线传输过程中数据安全，即使有人违法获得了矢量数据，得到也仅仅是加密后的矢量数据，在没有准确秘钥的前提下，其无法准得到正确的完整的矢量图形，由于图形处理器对矢量图形进行加密时，同时保存有秘钥和加密后的矢量图形，为保证数据传输安全，图形处理器和图形存储服务器中采用离线的方式进行数据传输；移动终端多为外业人员在外实地勘察时所用，因此，为保证数据传输的及时高效，图形存储服务器和移动终端之间采用在线传输的方式进行数据传输，同时为了保证数据传输的安全，图形存储服务器中会存储有移动终端的编号，当移动终端发送矢量图形下载请求时，首先会验证图形存储服务器中是否有对应的移动终端编号，然后确认该下载请求中所需的矢量图形是否与内部存储的矢量图形与移动终端的对应关系是否一致(即验证该下载请求的合法性)，只有当上述条件完全满足时，图形存储服务器才会将下载请求中的加密矢量图形和秘钥发送给移动终端；对于移动终端，为保证矢量图形数据的安全，移动终端会在接收到加密矢量图形和秘钥后，利用秘钥对加密矢量图形进行解密，才能获得正确的矢量图形，且当完成分割数据填写后，在离线状态时会自动会填写分割数据的图形进行加密，并在在线(联网)状态时将加密后的图形发送至图形存储服务器中，需要说明的是，在移动终端填写分割数据的过程中，一旦移动终端处于联网状态，移动终端会自动对矢量图形进行加密，防止有人非法获取矢量图形，另外，移动终端仅仅发送填写分割数据且加密的图形给图形存储服务器，不发送秘钥，因为，处理器保存有移动终端用于加密图形的秘钥，在处理器充图形储存服务器中下载加密图形后，能够根据自身存储的秘钥对其进行解密，进而获取准确填写分割数据的矢量图形。

实施例2：

如图2所示，一种基于图像识别的涉密矢量图形自动分割方法，包括以下步骤：

S1、从矢量图形数据库中抽取原始待分割矢量图形，通过图形处理器对其进行处理后上传到图形存储服务器中；

S2、根据实地勘察结果，在移动终端上对从图形存储服务器中下载的矢量图形进行分割数据的填写，并将其上传至图形存储服务器中；

S3、从图形存储服务器中下载带有分割数据的矢量图形，并通过处理器将其与矢量图形数据库中对应的原始待分割矢量图形进行识别对比，实现对原始待分割矢量图形的自动分割。

在本发明实施例中，步骤S1中，对待分割矢量图形进行的处理包括依次对抽取的待分割矢量图形生成相同尺寸大小的矢量图形和对相同尺寸大小的矢量图形进行加密；便于后续对矢量图形的加密操作；图形加密单元对尺寸调节后的图形进行加密并上传至图形存储加密服务器中，对图形进行加密保证了矢量图形在网络数据传输过程中的数据安全。

具体地，通过基于混沌序列的加密算法对相同尺寸大小的矢量图形进行加密；利用混沌序列的随机性，对矢量图形要素的横坐标和纵坐标进行随机化置乱，另外，如果对矢量数据只进行随机化置乱，原始坐标数据值并没有改变，容易遭到明文攻击，为了提高加密算法的安全性，对坐标数据进行一维离散余弦变换，进一步选择加密部分原始坐标值，经过一维离散余弦逆变换和再次随机化置乱后，可达到加密矢量图形所有坐标数据的目的；

因此，本发明实施例中对矢量图形进行加密方法具体为：

A1、获取待加密矢量图形的图层加密要素信息；

图层加密要素信息包括横坐标和纵坐标；

A2、生成秘钥，并根据秘钥和加密图层要素信息生成混沌序列；

A3、基于混沌序列，置乱待加密矢量图形的横坐标和纵坐标；

A4、分别对置乱后的横坐标和纵坐标做一维离散余弦变换，并进行DC值加密；

A5、基于加密的DC值，对置乱后的横坐标和纵坐标做一维离散余弦逆变换；

A6、根据混沌序列，对一维离散余弦逆变换后的横坐标和纵坐标进行再次置乱，进而获得加密后的矢量图形。

上述步骤A2中生成混沌序列的方法具体为：

输入或通过随机函数生成种子秘钥(x(0),μ)(x(0)是混沌系统初始值，μ为系统控制参数)，将种子秘钥(x(0),μ)代入下式(1)，并将混沌系统初始值迭代k次，增强混沌系统的雪崩效应，获取矢量图形的待加密要素点数N及其对应横纵坐标值，根据获取的加密要素点数N，将logistic映射迭代4N+2次，四次截取混沌序列值，进而生成混沌序列；

x(t+1)＝μx(t)(1-x(t)) (1)

如图3所示，上述实施例2中的步骤S2中，通过移动终端在图形存储服务器中下载处理后的矢量图形的方法具体为：

B1、通过移动终端向图形存储服务器发送矢量图形下载请求；

B2、通过图形存储服务器验证该移动终端发送的下载请求是否合法；

若是，则进入步骤B3；

若否，则进入步骤B4；

B3、通过在线传输方式，将图形服务器中存储的与下载请求对应的加密后的矢量图形和秘钥发送至移动终端，进入步骤B5；

B4、驳回该移动终端的矢量下载请求，并将移动终端发送的违法下载请求进行记录；

其中，记载的违法下载请求被由内业人员查看，当该请求对应的矢量图形出现安全问题时，可根据该记录及时找到问题方，提高了工作效率；

B5、在离线条件下，通过移动终端根据接收到的秘钥对下载的加密矢量图形进行自动解密，进而获取加密前的矢量图形。

上述实施例2中的步骤S2中，填写分割数据时移动终端为离线状态，当移动终端完成分割数据填写时，自动对分割数据填写完成的矢量图形进行加密，并在移动终端处于在线状态时，自动将加密后的图形传输至图形储存服务器；移动终端上填写的分割数据包括在矢量图形上描绘分割线和填写通过分割线分割后每个图形的面积。

其中，移动终端对填写分割数据的矢量图形的加密方法对图形处理器中对待分割矢量图形进行加密的方法相同，但其中在生成混沌序列时的种子秘钥时认为输入的，该种子秘钥仅为该移动终端的所有者所悉知，且处理器中保存有所有移动终端进行图形加密时输入的种子秘钥。填写的分割数据中的分割线必须清晰，能够使处理器自动识别出分割线，同时以填写的分割后的面积作为依据，对原始待分割矢量图形进行自动分割。

上述实施例2中步骤S3具体为：

S31、通过处理器在线下载图形存储服务器中的加密且填写分割数据的矢量图形；

S32、通过处理器中存储的秘钥，对加密且填写分割数据的矢量图形进行解密，获取准确填写有分割数据的矢量图形；

S33、将填写有分割数据的矢量图形恢复至初始尺寸大小；

S34、从矢量图形数据库中离线获取待分割矢量图形；

S35、通过图像自动识别软件自动识别填写有分割数据的矢量图形中的分割线，并结合填写的每个分割后的图形面积，将待分割矢量图形自动分割成若干矢量子图形，实现对原始待分割矢量图形的自动分割。

其中，步骤S32中通过处理器利用存储的种子秘钥对下载加密图形的解密过程与前面图形处理器和移动终端进行加密的过程相反，在此不再赘述。

在本发明的一个实施例中，提供了利用本发明方法进行矢量图形分割的具体实例：

1)内业人员将矢量图形数据库中的矢量图形拷贝到图形处理器中；

2)图形处理器将矢量图形统一生成256×256的图形T，并对其进行加密；

3)内业人员将加密后的图形和秘钥一并拷贝到图形存储服务器中；

4)外业人员在实地勘察时，通过在移动终端上输入图形访问地址下载加密的矢量图形并对其进行解密，将解密后的图形T呈现在移动终端上；

5)通过移动终端上的线描绘工具，根据现场勘察结果在图形T上描述分割线，并输入分割后的矢量图形B和矢量图形C的面积，对其进行加密后回传图形存储服务器中；

6)内业人员从图形存储服务器中下载图形T、分割线和面积等信息到处理器中，同时将矢量图形数据库中的待分割矢量图形A拷贝到处理器中；

7)通过调用图像识别软件，将具有分割线和面积信息的图形T与待分割矢量图形A进行自动对比识别，基于分割线和面积信息将矢量图形分割成矢量图形B和矢量图形C。

本发明的有益效果为：

本发明提供基于图像识别的涉密图形自动分割系统及方法，摒弃了传统的手工作业方法，通过外业人员在移动终端上进行分割数据填写，并及时将数据传回内业人员处，保证了目标数据的快速获取，避免了外业人员现场勘察时受天气的影响，降低了人员沟通成本，提高了生产作业效率；同时，在涉密图形的网络传输过程中，涉及到在线传输的过程均对其进行加密，保证了涉密矢量图形的数据安全。

Claims (10)

1.一种基于图像识别的涉密矢量图形自动分割系统，其特征在于，包括矢量图形数据库、图形处理器、图形存储服务器、移动终端和处理器；

所述矢量图形数据库分别与图形处理器和处理器连接，所述图形处理器与图形存储服务器连接，所述图形存储服务器分别与移动终端和处理器连接；

所述矢量图形数据库用于存储涉密的待分割矢量图形；

所述图形处理器用于抽取矢量图形数据库中的待分割矢量图形，并对其进行处理后上传至图像存储服务器中；

所述图形存储服务器用于存储处理后的待分割图形；

所述移动终端用于查看从图形存储服务器中下载的处理后的待分割矢量图形，并将填写有对应分割数据的图形上传至图形存储服务器；

所述处理器用于根据将带有分割数据的矢量图形和原始待分割矢量图形进行自动识别对比，将原始待分割矢量图形进行自动分割。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别的识别矢量图形自动分割系统，其特征在于，所述图形处理器包括依次连接的尺寸调节单元和图形加密单元；

所述尺寸调节单元用于将所有抽取的待分割矢量图形调节为相同尺寸大小的图形；

所述图形加密单元用于对尺寸调节后的图形进行加密并上传至图形存储服务器中。

3.根据权利要求1所述的基于图像识别的涉密矢量图形自动分割系统，其特征在于，所述移动终端为与图形存储服务器进行在线数据传输的智能手机和/或平板电脑。

4.根据权利要求1所述的基于图像识别的涉密矢量图形自动分割系统，其特征在于，所述处理器为具有图像识别分析功能和图形解密功能的计算机。

5.一种基于图像识别的涉密矢量图形自动分割方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、从矢量图形数据库中抽取原始待分割矢量图形，通过图形处理器对其进行处理后上传到图形存储服务器中；

S2、根据实地勘察结果，在移动终端上对从图形存储服务器中下载的矢量图形进行分割数据的填写，并将其上传至图形存储服务器中；

S3、从图形存储服务器中下载带有分割数据的矢量图形，并通过处理器将其与矢量图形数据库中对应的原始待分割矢量图形进行识别对比，实现对原始待分割矢量图形的自动分割。

6.根据权利要求5所述的基于图像识别的涉密矢量图形自动分割方法，其特征在于，所述步骤S1中，对待分割矢量图形进行的处理包括依次对抽取的待分割矢量图形生成相同尺寸大小的矢量图形和对相同尺寸大小的矢量图形进行加密。

7.根据权利要求6所述的基于图像识别的涉密矢量图形自动分割方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过基于混沌序列的加密算法对相同尺寸大小的矢量图形进行加密，其步骤具体为：

A1、获取待加密矢量图形的图层加密要素信息；

所述图层加密要素信息包括横坐标和纵坐标；

A2、生成秘钥，并根据秘钥和加密图层要素信息生成混沌序列；

A3、基于混沌序列，置乱待加密矢量图形的横坐标和纵坐标；

A4、分别对置乱后的横坐标和纵坐标做一维离散余弦变换，并进行DC值加密；

A5、基于加密的DC值，对置乱后的横坐标和纵坐标做一维离散余弦逆变换；

A6、根据混沌序列，对一维离散余弦逆变换后的横坐标和纵坐标进行再次置乱，进而获得加密后的矢量图形。

8.根据权利要求7所述的基于图像识别的涉密矢量图形自动分割方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过移动终端在图形存储服务器中下载矢量图形的方法具体为：

B1、通过移动终端向图形存储服务器发送矢量图形下载请求；

B2、通过图形存储服务器验证该移动终端发送的下载请求是否合法；

若是，则进入步骤B3；

若否，则进入步骤B4；

B3、通过在线传输方式，将图形服务器中存储的与下载请求对应的加密后的矢量图形和秘钥发送至移动终端，进入步骤B5；

B4、驳回该移动终端的矢量下载请求，并将移动终端发送的违法下载请求进行记录；

B5、在离线条件下，通过移动终端根据接收到的秘钥对下载的加密矢量图形进行自动解密，进而获取加密前的矢量图形。

9.根据权利要求5所述的基于图像识别的涉密矢量图形自动分割方法，其特征在于，所述步骤S2中，填写所述分割数据时移动终端为离线状态，当移动终端完成分割数据填写时，自动对分割数据填写完成的矢量图形进行加密，并在移动终端处于在线状态时，自动将加密后的图形传输至图形储存服务器；

所述移动终端上填写的分割数据包括在矢量图形上描绘分割线和填写通过分割线分割后每个图形的面积。

10.根据权利要求9所述的基于图像识别的涉密矢量图形自动分割方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

S31、通过处理器在线下载图形存储服务器中的加密且填写分割数据的矢量图形；

S32、通过处理器中存储的秘钥，对加密且填写分割数据的矢量图形进行解密，获取准确填写有分割数据的矢量图形；

S33、将填写有分割数据的矢量图形恢复至初始尺寸大小；

S34、从矢量图形数据库中离线获取待分割矢量图形；

S35、通过图像自动识别软件自动识别填写有分割数据的矢量图形中的分割线，并结合填写的每个分割后的图形面积，将待分割矢量图形自动分割成若干矢量子图形，实现对原始待分割矢量图形的自动分割。

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