CN117499553A - 用于检查作业的数据传输管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于检查作业的数据传输管理系统，涉及数据传输技术领域，解决了现有技术通过观测数据实现原始图像的传输难以保证复原结果与原始图像的一致性，导致图像数据传输之后出现失真的技术问题；本发明对混淆数据序列中的图像子数据和混淆子数据通过若干加密算法进行独立加密，获取若干加密数据；本发明对原始图像数据进行划分，插入混淆子数据之后进行加密，能够有效提高数据传输安全性，避免数据传输失真；本发明从混淆基础特征中依次提取非零数字，对混淆原始数据中的非零数字倍数对应的位置进行像素值随机变换，生成混淆子数据；本发明基于图像子数据来生成混淆子数据，能够增强混淆子数据的混淆作用，进而提高数据安全性。

Description

用于检查作业的数据传输管理系统

技术领域

本发明属于数据传输领域，涉及用于检查作业的数据传输管理技术，具体是用于检查作业的数据传输管理系统。

背景技术

在进行检查工作时，技术人员按照穿戴式PDA和头戴式AR眼镜装置的指示步骤和方法进行检查作业，同步记录检查数据，并将检查部位信息自动存储，必要时可传输到现场终端计算机进行比对、分析判断、存储和远程传输。

现有技术(申请号为2021109201468的发明专利)公开了一种基于压缩感知的图像数据加密传输系统，该系统利用随机数控制采样开关对原始图像数据像素点中的部分像素点进行多次随机采集，获得原始图像的观测数据；对观测数据加密之后将其传输至数据接收端；数据接收端对观测数据进行解密，并在稀疏域中复原，能够提高数据采样和复原速率。现有技术对原始图像的观测数据进行加密传输，实际传输的并非原始图像，难以保证复原结果与原始图像的一致性，导致图像数据传输之后出现失真现象。

本发明提供了用于检查作业的数据传输管理系统，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了用于检查作业的数据传输管理系统，用于解决现有技术通过观测数据实现原始图像的传输难以保证复原结果与原始图像的一致性，导致图像数据传输之后出现失真的技术问题。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了用于检查作业的数据传输管理系统，包括数据发送端，以及与之配合进行图像数据传输的数据接收端；

数据发送端：在执行检查作业任务时，通过数据采集设备采集原始图像数据；获取原始图像数据唯一标签的哈希值，基于哈希值确定分割份数；根据分割份数对原始图像数据进行划分，获取具有先后顺序的若干图像子数据；以及，在若干图像子数据中相邻的图像子数据之间插入混淆子数据，生成混淆数据序列；对混淆数据序列中的图像子数据和混淆子数据通过若干加密算法进行独立加密，获取若干加密数据；将原始图像数据的哈希值和混淆子数据的哈希值加密，生成解密特征序列；数据接收端：接收数据发送端发送的若干加密数据和解密特征序列；通过解密算法对若干加密数据解密之后，获取若干数据组；以及，提取解密特征序列中混淆子数据的哈希值，匹配剔除若干数据组中的混淆子数据，获取若干图像子数据；基于解密特征序列中原始图像数据的哈希值对若干图像子数据进行重组检测。

现有技术在对图像数据的传输过程中，会通过各种图像处理技术对原始图像数据进行处理，加密传输之后再通过图像处理技术复原原始图像数据。但是在对原始图像数据进行复原时，难以保证复原后的原始图像数据与采集的原始图像数据完全一致，导致图像失真。

本发明基于原始图像数据的唯一标签来对原始图像数据进行分割，得到若干图像子数据；为了增加原始图像数据的外部破解难度，结合唯一标签来设置混淆子数据，将混淆子数据穿插到若干图像子数据中，再通过不同的加密算法对图像子数据和混淆子数据进行加密传输，能够提高原始图像数据传输的安全性。

本发明中的混淆子数据和图像子数据内容属性一致，二者之间是指数值大小的差别。本发明中数据发送端与数据接收端通信和/或电气连接；数据发送端分别与AR眼镜和穿戴式PDA通信和/或电气连接；数据接收端与中央控制平台通信和/或电气连接。数据发送端是检查作业的前端，通过头戴式AR眼镜和穿戴式PDA来进行检查，获取原始图像数据，之后对原始图像数据进行分割、混淆、加密传输至数据接收端；数据接收端为检查作业的后端，对处理的原始图像数据进行复原存储，从而实现原始图像数据的安全传输。

优选的，所述基于哈希值确定分割份数,包括：通过哈希算法计算原始图像数据唯一标签的哈希值；提取哈希值中的非零数字，对非零数字进行求和获取分割份数。

本发明所使用的哈希值算法为SHA256算法，得到的哈希值为256位字符，包括字母和数字。而唯一标签可基于时间和采集设备标识设置，如将原始图像数据的采集时间与头戴式AR眼镜的型号结合起来作为其唯一标签；标签唯一则对应的哈希值唯一，唯一标签对应的哈希值是加密和解密的关键；当然，在另外一些优选的方案中也可以用原始图像数据本身的哈希值来进行加密和解密。

由于哈希值的唯一性，其中非零数字之和也是固定的。本发明利用原始图像数据对应哈希值的非零数字之和作为分割份数，既能够保证分割份数有迹可循，又能够保证各原始图像数据所分割的图像子数据数量不同，提高外部破解难度。

优选的，所述根据分割份数对原始图像数据进行划分，包括：获取原始图像数据的像素总量；基于像素总量和分割份数确定每份的像素量；基于像素量和提取规则依次从原始图像数据中提取像素值，整合生成若干图像子数据。

在确定原始图像数据需要分成多少份之后，则按照提取规则从原始图像数据中提取像素值，每份像素值作为一个图像子数据。本发明中的提取规则包括按行提取、按列提取或者按照行列提取；按行提取则是根据每份的像素量按照一行一行来提取，满足像素量要求之后作为一份；按列提取则是根据每份的像素量按照一列一列来提取，与按行提取基本一致；按行列提取则是根据每份的像素量生成一个长方形，根据该长方形从原始图像数据提取像素值。

本发明中原始图像数据按照分割份数可能并不会均分，如最后一份的图像子数据对应的像素量较少，这不会影响图像数据传输的整体安全性。将原始图像数据分割成很多份，一是为了降低整体被窃取的可能性，二是增加窃取之后破解的难度。

优选的，所述在若干图像子数据中相邻的图像子数据之间插入混淆子数据，包括：基于相邻的图像子数据构建混淆子数据，获取若干混淆子数据；将若干混淆子数据插入关联的两个图像子数据之间，生成混淆数据序列。

本发明中每个混淆子数据与作为构建基础的两个图像子数据进行关联，而实质上该混淆子数据是插入在与之关联的两个图像子数据中间。本发明通过插入与图像子数据类似的混淆子数据，能够大大提高原始图像数据的安全性，而且能够快速检索出混淆子数据，有利于提高原始图像数据的复原精度和复原效率。

优选的，所述基于相邻的图像子数据构建混淆子数据，包括：从哈希值中提取非零数字按顺序拼接成混淆基础特征；构建空的混淆子数据，将相邻图像子数据的对应像素之间的像素均值填充到空的混淆子数据对应的像素位置，生成混淆原始数据；从混淆基础特征中依次提取非零数字，对混淆原始数据中的非零数字倍数对应的位置进行像素值随机变换，生成混淆子数据。

为了使得混淆子数据具有一定的欺骗性，本发明的混淆子数据在相邻图像子数据的基础上演变而来。将相邻图像子数据对应像素位置的像素均值填充到建立的空的混淆子数据对应像素位置，接着基于混淆基础特征中的非零数字来对填充之后混淆子数据中的若干像素均值进行随机变化，以达到混淆的目的。

需要说明的是，本发明中同一原始图像数据对应的若干图像子数据可能大小不一致，如均分过程中最后剩余的像素不足，所生成的图像子数据相较于其他的像素子数据偏小，则在构建空的混淆子数据时以较大的图像子数据为基础，无法获取像素均值时则以对应位置的像素值来代替。

优选的，所述获取若干加密数据，包括：设置若干加密算法，随机排列生成算法特征序列；依次从算法特征序列中提取加密算法对混淆数据序列中的图像子数据和混淆子数据进行一次加密，获取若干加密数据。

本发明将混淆子数据插入到若干图像子数据之间后，得到混淆数据序列，此时的混淆数据序列还是一段段没有加密的数据。预先选定若干加密算法，将这些加密算法进行排序，在对混淆数据序列中的图像子数据或者混淆子数据进行加密时，依次从排序后的算法特征序列中提取算法来实现数据加密，这样相邻的图像子数据和混淆子数据使用的加密算法不相同，增加了破解的难度。

本发明中各加密算法对应的解密算法可加密发送至数据接收端，则数据接收端在接收到各加密数据之后可以进行快速解密。本发明进行原始图像数据传输时，按照次序或者随机对加密数据进行传输，必须要获取所有的加密数据并剔除其中的混淆子数据才有可能得到真实的原始图像数据。

优选的，所述匹配剔除若干数据组中的混淆子数据，包括：获取若干数据组之后，计算若干数据组的哈希值；将若干数据组中的哈希值与解密特征序列中混淆子数据的哈希值进行匹配，将哈希值匹配一致的数据组从若干数据组中剔除，获取若干图像子数据。

本发明在进行加密数据传输的同时，还将原始图像数据的哈希值以及混淆子数据的哈希值加密传输到数据接收端。数据接收端在获取到所有若干加密数据之后，通过解密算法对加密数据进行解密，获取数据组。计算各数据组的哈希值，基于混淆子数据的哈希值剔除数据组中的混淆子数据，得到若干图像子数据。

本发明通过哈希值匹配能够快速剔除数据组中的哈希子数据，剩下的数据为原始图像数据的组成部分。通过上述方法不仅实现了混淆的目的，而且能够在数据接收端快速剔除非目标数据，提高了原始图像数据传输的安全性。

优选的，所述基于解密特征序列中原始图像数据的哈希值对若干图像子数据进行重组检测，包括：将剔除混淆子数据之后获取的若干图像子数据进行拼接，生成待检测图像；获取待检测图像的哈希值，将该哈希值与解密特征序列中的原始图像数据对应哈希值进行匹配；当两个哈希值匹配一致时，则待检测图像的重组检测通过。

在剔除混淆子数据之后，将若干图像子数据按照原始图像数据的标准格式拼接起来，生成待检测图像。计算该待检测图像的哈希值，与原始图像数据的哈希值进行比较，若二者一致，则可以判定待检测图像就是原始图像数据。

在另外一些优选的方案中，还可以通过哈希值对每个图像子数据进行验证来判断待检测图像是否通过重组检测。当然，在待检测图像的哈希值与原始图像数据的哈希值并不一致时，可以单独比较图像子数据的哈希值来确定哪一个数据组出现问题。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明在若干图像子数据中相邻的图像子数据之间插入混淆子数据，生成混淆数据序列；对混淆数据序列中的图像子数据和混淆子数据通过若干加密算法进行独立加密，获取若干加密数据；本发明对原始图像数据进行划分，插入混淆子数据之后进行加密，能够有效提高数据传输安全性，避免数据传输失真。

2.本发明从哈希值中提取非零数字按顺序拼接成混淆基础特征；构建空的混淆子数据，将相邻图像子数据的对应像素之间的像素均值填充到空的混淆子数据对应的像素位置，生成混淆原始数据；从混淆基础特征中依次提取非零数字，对混淆原始数据中的非零数字倍数对应的位置进行像素值随机变换，生成混淆子数据；本发明基于图像子数据来生成混淆子数据，能够增强混淆子数据的混淆作用，进而提高数据安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统原理示意图；

图2为本发明的方法步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，本发明第一方面实施例提供了用于检查作业的数据传输管理系统，数据发送端：在执行检查作业任务时，通过数据采集设备采集原始图像数据；获取原始图像数据唯一标签的哈希值，基于哈希值确定分割份数；根据分割份数对原始图像数据进行划分，获取具有先后顺序的若干图像子数据；以及，在若干图像子数据中相邻的图像子数据之间插入混淆子数据，生成混淆数据序列；对混淆数据序列中的图像子数据和混淆子数据通过若干加密算法进行独立加密，获取若干加密数据；将原始图像数据的哈希值和混淆子数据的哈希值加密，生成解密特征序列；数据接收端：接收数据发送端发送的若干加密数据和解密特征序列；通过解密算法对若干加密数据解密之后，获取若干数据组；以及，提取解密特征序列中混淆子数据的哈希值，匹配剔除若干数据组中的混淆子数据，获取若干图像子数据；基于解密特征序列中原始图像数据的哈希值对若干图像子数据进行重组检测。

本实施例的第一步是在执行检查作业任务时，通过数据采集设备采集原始图像数据；获取原始图像数据唯一标签的哈希值，基于哈希值确定分割份数；根据分割份数对原始图像数据进行划分，获取具有先后顺序的若干图像子数据。

工作人员利用头戴式AR眼镜和穿戴式PDA进行作业检查过程中，到达预先设定的检查点位之后，通过头戴式AR眼镜、穿戴式PDA等采集该检查点位的原始图像数据。该原始图像数据需要发送至数据接收端进行存储或者进一步分析。

在传输之前，提取原始图像数据的唯一标签，如2023年1月1日上午9：00通过型号为ARYJ00001的AR眼镜采集的原始图像数据，则该原始图像数据的唯一标签为ARYJ00001202301010900，通过SHA256算法计算该唯一标签对应的哈希值。

本实施例的哈希值包括字母和数字，保证哈希值中各字符顺序不变，剔除其中的字母和0，剩下的非零数字进行求和得到一个数据，该数据作为原始图像数据的分割份数。也就是说，最终原始图像数据会按照分割份数来进行划分。

接着获取原始图像数据的像素总量，像素总量除以分割份数得到每份应该划分多少像素量。当像素总量无法被分割份数均分时，则按照(分割份数-1)份来进行均分，剩下的像素量单独分为一份。这样就可以将原始图像数据划分为若干图像子数据，这些图像子数据按照分割顺序进行排序，具有明确的先后顺序。

本实施例的第二步是在若干图像子数据中相邻的图像子数据之间插入混淆子数据，生成混淆数据序列；对混淆数据序列中的图像子数据和混淆子数据通过若干加密算法进行独立加密，获取若干加密数据；将原始图像数据的哈希值和混淆子数据的哈希值加密，生成解密特征序列。

本实施例的混淆子数据插入在相邻的图像子数据之间，每两个相邻子数据之间均会插入一个混淆子数据。以图像子数据A和图像子数据B来进行说明，求取图像子数据A和图像子数据B中各对应像素的像素均值，按照图像子数据A的像素量和像素排列方式建立空的混淆子数据，将得到的像素均值填充到对应像素位置。

上述填充之后的混淆子数据理论上也可以直接插入到相邻图像子数据之间。但是为了提高迷惑性，本实施例以唯一标签的哈希值为基础，将哈希值中的非零数字按照顺序排列为混淆基础特征，按照混淆子数据在若干图像子数据中的位置进行编号，如在第一个图像子数据和第二个图像子数据之间的混淆子数据编号为1，从混淆基础特征中提取第一个非零数字。判断混淆子数据中各像素位置是否与该非零数字存在倍数关系，若是，则对该像素位置的像素值进行随机变化，如增大、减小或者用一个随机值进行替换。

将得到的混淆子数据插入到图像子数据之间，用预先选择的若干加密算法对图像子数据和混淆子数据进行独立加密，得到若干加密数据。同时，还需要对原始图像数据的哈希值和混淆子数据的哈希值进行加密传输，以便数据接收端能够对若干加密数据进行快速解密并还原出原始图像数据。

本实施例的第三步是接收数据发送端发送的若干加密数据和解密特征序列；通过解密算法对若干加密数据解密之后，获取若干数据组；以及，提取解密特征序列中混淆子数据的哈希值，匹配剔除若干数据组中的混淆子数据，获取若干图像子数据；基于解密特征序列中原始图像数据的哈希值对若干图像子数据进行重组检测。

在数据接收端接收到所有的加密数据之后，先通过解密算法对这些加密数据进行解密，得到数据组。此时的数据组实际可能是图像子数据，也可能是混淆子数据。接着，解密混淆子数据的哈希值，通过这些哈希值从数据组中匹配剔除混淆子数据，剩下的就是图像子数据。将图像子数据按照顺序拼接起来之后形成待检测图像，将待检测图像的哈希值与原始图像数据的哈希值进行比较即可判断是否完全还原原始图像数据，避免传输过程中图像失真。

本发明的工作原理：在执行检查作业任务时，通过数据采集设备采集原始图像数据；获取原始图像数据唯一标签的哈希值，基于哈希值确定分割份数；根据分割份数对原始图像数据进行划分，获取具有先后顺序的若干图像子数据。在若干图像子数据中相邻的图像子数据之间插入混淆子数据，生成混淆数据序列；对混淆数据序列中的图像子数据和混淆子数据通过若干加密算法进行独立加密，获取若干加密数据；将原始图像数据的哈希值和混淆子数据的哈希值加密，生成解密特征序列。接收数据发送端发送的若干加密数据和解密特征序列；通过解密算法对若干加密数据解密之后，获取若干数据组。提取解密特征序列中混淆子数据的哈希值，匹配剔除若干数据组中的混淆子数据，获取若干图像子数据；基于解密特征序列中原始图像数据的哈希值对若干图像子数据进行重组检测。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (9)

1.用于检查作业的数据传输管理系统，包括数据发送端，以及与之配合进行图像数据传输的数据接收端；其特征在于：

数据发送端：在执行检查作业任务时，通过数据采集设备采集原始图像数据；获取原始图像数据唯一标签的哈希值，基于哈希值确定分割份数；根据分割份数对原始图像数据进行划分，获取具有先后顺序的若干图像子数据；以及，

在若干图像子数据中相邻的图像子数据之间插入混淆子数据，生成混淆数据序列；对混淆数据序列中的图像子数据和混淆子数据通过若干加密算法进行独立加密，获取若干加密数据；将原始图像数据的哈希值和混淆子数据的哈希值加密，生成解密特征序列；其中，混淆子数据和图像子数据内容属性一致；

数据接收端：接收数据发送端发送的若干加密数据和解密特征序列；通过解密算法对若干加密数据解密之后，获取若干数据组；其中，数据组包括图像子数据和混淆子数据；以及，

提取解密特征序列中混淆子数据的哈希值，匹配剔除若干数据组中的混淆子数据，获取若干图像子数据；基于解密特征序列中原始图像数据的哈希值对若干图像子数据进行重组检测。

2.根据权利要求1所述的用于检查作业的数据传输管理系统，其特征在于，所述基于哈希值确定分割份数,包括：

通过哈希算法计算原始图像数据唯一标签的哈希值；其中，哈希值包括字母和数字，唯一标签基于时间和采集设备标识设置；

提取哈希值中的非零数字，对非零数字进行求和获取分割份数。

3.根据权利要求1所述的用于检查作业的数据传输管理系统，其特征在于，所述根据分割份数对原始图像数据进行划分，包括：

获取原始图像数据的像素总量；基于像素总量和分割份数确定每份的像素量；

基于像素量和提取规则依次从原始图像数据中提取像素值，整合生成若干图像子数据；其中，提取规则包括按行提取、按列提取或者按照行列提取。

4.根据权利要求1所述的用于检查作业的数据传输管理系统，其特征在于，所述在若干图像子数据中相邻的图像子数据之间插入混淆子数据，包括：

基于相邻的图像子数据构建混淆子数据，获取若干混淆子数据；其中，每个混淆子数据与作为构建基础的两个图像子数据进行关联；

将若干混淆子数据插入关联的两个图像子数据之间，生成混淆数据序列。

5.根据权利要求4所述的用于检查作业的数据传输管理系统，其特征在于，所述基于相邻的图像子数据构建混淆子数据，包括：

从哈希值中提取非零数字按顺序拼接成混淆基础特征；

构建空的混淆子数据，将相邻图像子数据的对应像素之间的像素均值填充到空的混淆子数据对应的像素位置，生成混淆原始数据；

从混淆基础特征中依次提取非零数字，对混淆原始数据中的非零数字倍数对应的位置进行像素值随机变换，生成混淆子数据。

6.根据权利要求1所述的用于检查作业的数据传输管理系统，其特征在于，所述获取若干加密数据，包括：

设置若干加密算法，随机排列生成算法特征序列；

依次从算法特征序列中提取加密算法对混淆数据序列中的图像子数据和混淆子数据进行一次加密，获取若干加密数据；其中，相邻图像子数据和混淆子数据使用的加密算法不相同。

7.根据权利要求1所述的用于检查作业的数据传输管理系统，其特征在于，所述匹配剔除若干数据组中的混淆子数据，包括：

获取若干数据组之后，计算若干数据组的哈希值；

将若干数据组中的哈希值与解密特征序列中混淆子数据的哈希值进行匹配，将哈希值匹配一致的数据组从若干数据组中剔除，获取若干图像子数据。

8.根据权利要求1所述的用于检查作业的数据传输管理系统，其特征在于，所述基于解密特征序列中原始图像数据的哈希值对若干图像子数据进行重组检测，包括：

将剔除混淆子数据之后获取的若干图像子数据进行拼接，生成待检测图像；

获取待检测图像的哈希值，将该哈希值与解密特征序列中的原始图像数据对应哈希值进行匹配；当两个哈希值匹配一致时，则待检测图像的重组检测通过。

9.根据权利要求1所述的用于检查作业的数据传输管理系统，其特征在于，所述数据发送端与数据接收端通信和/或电气连接；

所述数据发送端分别与AR眼镜和穿戴式PDA通信和/或电气连接；所述数据接收端与中央控制平台通信和/或电气连接。