TWI508552B - 具隱私權保護之監控系統及其方法 - Google Patents

Description

具隱私權保護之監控系統及其方法

本發明係關於一種監控系統及其方法，特別係關於一種本地端將原始影像加密形成加密影像後傳送至伺服端，伺服端將加密影像二值化為對應原始影像之移動前景與固定背景之二元影像並儲存二元影像之具隱私權保護之監控系統及其方法。

在我們的日常生活中，監控系統已被廣泛的使用來保障我們的人身安全。例如，設置在社區與辦公大樓等公共空間的監視器可監控可疑人士、記錄意外事故、蒐集犯罪現場的資訊等。藉由監控系統的設置，大幅地提昇了人們的人身安全保障。

然而，監控系統在保障人身安全的同時，也同時監控著每個人所進行的日常活動，而侵犯了人們的隱私權。人們一方面希望藉由監控系統所儲存之監控影像以保障自己的人身安全或釐清意外事故原因，一方面卻又希望監控系統不要記錄下自己的日常活動而造成自己隱私權的損害，此兩難情況係為監控系統於目前使用上所遭遇之困境。

有鑒於此，本發明之發明人思索並設計一種具隱私權保護之監控系統及其方法，以針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種具隱私權保護之監控系統及其方法，以解決監控系統之侵犯隱私權之問題。

根據本發明之目的，提出一種具隱私權保護之監控系統，其包含本地端以及伺服端。本地端包含攝像模組、加密模組及第一傳輸模組。攝像模組對場景作影像擷取以形成原始影像。加密模組針對原始影像中之各像素根據亂數表產生一密鑰，以根據預設之運算子以及各密鑰加密原始影像中之各像素，以形成加密影像。第一傳輸模組傳輸加密影像，但不傳送密鑰以及運算子。伺服端包含第二傳輸模組、處理模組及儲存模組。第二傳輸模組接收加密影像。處理模組偵測加密影像中對應原始影像之移動前景與固定背景並產生偵測結果，以根據偵測結果將加密影像二值化，進而產生二元影像。儲存模組儲存二元影像。

較佳地，本地端可更包含影像後續處理模組，其對加密影像作後續處理，以將加密影像分離為前景影像及背景影像。其中前景影像之影像像素變化量大於背景影像。

較佳地，影像後續處理模組可根據高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)以對加密影像作後續處理。

較佳地，加密模組可針對原始影像中之各像素根據亂數表產生密鑰(Key)，以根據預設之運算子(Operator)以及各密鑰加密原始影像中之各像素。

較佳地，運算子可包含加法運算子、減法運算子、乘法運算子以及互斥或運算子(Exclusive Or)。

根據本發明之目的，另提出一種具隱私權保護之監控方法，其包含下列步驟：藉由本地端之攝像模組對場景作影像擷取，以形成原始影像；經由本地端之加密模組針對原始影像中之各像素根據亂數表產生一密鑰，以根據預設之運算子以及各密鑰加密原始影像中之各像素，以形成加密影像；透過本地端之第一傳輸模組傳輸加密影像，但不傳送密鑰以及運算子；透過伺服端之第二傳輸模組接收加密影像；經由伺服端之處理模組偵測加密影像中對應原始影像之移動前景與固定背景並產生偵測結果，以根據偵測結果將加密影像二值化，進而產生二元影像；以及藉由伺服端之儲存模組儲存二元影像。

承上所述，本發明之具隱私權保護之監控系統及其方法，藉由本地端僅傳送由原始影像加密形成之加密影像至伺服端，使伺服端僅能將加密影像二值化為二元影像並儲存，而無法將加密影像解密還原成原始影像，而達到藉由儲存二元影像而具有監控功能，同時隱藏原始影像之資訊而保護隱私權之功效。

1‧‧‧監控系統

2‧‧‧本地端

21‧‧‧攝像模組

211、i1‧‧‧原始影像

22‧‧‧加密模組

221、i2‧‧‧加密影像

23‧‧‧第一傳輸模組

3‧‧‧伺服端

31‧‧‧第二傳輸模組

32‧‧‧處理模組

321、i3‧‧‧二元影像

33‧‧‧儲存模組

S1~S6‧‧‧步驟流程

第1圖係為本發明之具隱私權保護之監控系統之方塊圖。

第2圖係為本發明之具隱私權保護之監控系統之實施例之第一示意圖。

第3圖係為本發明之具隱私權保護之監控系統之實施例之第二示意圖。

第4圖係為本發明之具隱私權保護之監控方法之步驟流程圖。

為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

請參閱第1圖，其係為本發明之具隱私權保護之監控系統之方塊圖。如圖所示，本發明之監控系統1包含本地端2以及伺服端3。本地端2包含攝像模組21、加密模組22及第一傳輸模組23。伺服端3包含第二傳輸模組31、處理模組32及儲存模組33。本地端2之攝像模組21對場景作影像擷取以形成原始影像211之後，由加密模組22將原始影像211加密，以形成加密影像221。接著透過第一傳輸模組23將加密影像221傳送至伺服端3之第二傳輸模組31。處理模組32接著根據加密影像221執行影像處理，以將加密影像221二值化為二元影像321，其係對應原始影像211之移動前景與固定背景，並經由儲存模組33儲存二元影像321。

請一併參閱第2圖及第3圖，第2圖係為本發明之具隱私權保護之監控系統之實施例之第一示意圖，第3圖係為本發明之具隱私權保護之監控系統之實施例之第二示意圖。

如第2圖所示，攝像模組擷取原始影像i1之後，加密模組係根據一亂數表，針對原始影像i1中之每一像素產生一密鑰(Key)，並且根據預設之運算子以及密鑰，將原始影像i1中之每一像素加密，而形成加密影像i2。

如第3圖所示，假設影像中之每一像素皆為8位元，且原始影像i1中之其中一像素之位元值為01001011，加密模組可根據該像素之座標值，由亂數表中選擇出一索引值，並據以選擇出一密鑰，假設其值為10110000，且假設預設之運算子為互斥或(Exclusive Or)，加密模組可將該像素之位元值01001011與密鑰10110000根據運算子互斥或作運算，而得到位元值11111011，此即為加密影像i2中該像素之位元值。其中，運算子可為加法運算子、減法運算子、乘法運算子以及互斥或運算子，但不以此為限。

值得一提的是，原始影像i1的不同影格(Frame)中，其相同座標上之對應像素，所使用之密鑰以及運算子皆相同，亦即，原始影像i1中之不同影格，若是其中相同座標上之對應像素其位元值相同，由於使用相同之密鑰以及運算子執行加密之動作，加密影像i2之該座標上之像素之位元值必然相同。

復請參閱回第2圖，當加密模組將原始影像i1加密為加密影像i2之後，本地端可透過第一傳輸模組將加密影像i2傳送至伺服端。伺服 端可為一雲端伺服器，但不以此為限。當伺服端透過第二傳輸模組接收加密影像i2之後，則透過處理模組對加密影像i2執行影像處理。

詳細地說，處理模組針對加密影像i2之相鄰影格之每一相同座標上之對應像素，計算其位元差值。當位元差值為零，則填充一黑色像素；當位元差值非為零，則填充一白色像素。如此當計算完加密影像i2之相鄰影格之每一像素，則形成二元影像i3。二元影像i3接著則透過伺服端之儲存模組以儲存。其中，填充之像素顏色可根據應用環境而調整，在此所列之黑色及白色像素僅為示例，而不以此為限。

進一步地說，當原始影像i1中具有移動物時，原始影像i1中之相鄰影格，於該移動物周遭將由於該移動物之位移，使得相鄰影格之同一座標之像素具有位元差值。該位元差值於加密之過程並不會被破壞，亦即，該移動物之移動資訊仍會保留至加密影像i2之中，進而使該移動物由於其相鄰影格之像素具有位元差值，於二元影像i3之中將顯示為白色。

另一方面，原始影像i1中之非移動物，例如背景，由於其餘相鄰影格中之位置並未改變，於原始影像i1中之相鄰影格，於該非移動物周遭之同一座標之對應像素將不具有位元差值。亦即，該非移動物由於其相鄰影格之像素不具有位元差值，於二元影像i3之中將顯示為黑色。

值得一提的是，當本地端將加密影像i2傳送至伺服端時，其並未將密鑰或是用以選擇密鑰之亂數表以及用以加密運算之運算子傳送至伺服端，因此伺服端並無法根據加密影像i2將之還原為原始影像i1。 反之，由於將加密影像i2二值化為二元影像i3之影像處理過程僅需要計算於相鄰影格中每一相同座標之位元差值，而不需要密鑰以及運算子等加密資訊，因此伺服端之處理模組可將加密影像i2二值化為二元影像i3。其中二元影像i3之白色像素係對應原始影像i1中之移動物，黑色像素係對應原始影像i1中之非移動物。

順帶一提的是，於較佳的實施例中，本地端可更包含一影像後續處理模組，影像後續處理模組可在原始影像i1加密為加密影像i2之後，對加密影像i2作後續處理，以將加密影像i2分離為影像像素變化量較大之前景影像以及影像像素變化量較小之背景影像。其中，影像後續處理模組可根據例如高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)以對加密影像i2作後續處理，但不以此為限。

儘管前述在說明本發明之具隱私權保護之監控系統的過程中，亦已同時說明本發明之具隱私權保護之監控方法的概念，但為求清楚起見，以下另繪示流程圖詳細說明。

請參閱第4圖，其係為本發明之監控方法之步驟流程圖。如圖所示，本發明之監控方法包含下列步驟：於步驟S1中，藉由本地端之攝像模組對場景作影像擷取，以形成原始影像。於步驟S2中，經由本地端之加密模組加密原始影像，以形成加密影像。於步驟S3中，透過本地端之第一傳輸模組傳輸加密影像。於步驟S4中，透過伺服端之第二傳輸模組接收加密影像。於步驟S5中，經由伺服端之處理模組偵測加密影像中對應原始影像之移動前景與固定背景並產生偵測結果，以根據偵測結 果將加密影像二值化，進而產生二元影像。於步驟S6中，藉由伺服端之儲存模組儲存二元影像。

綜上所述，本發明之具隱私權保護之監控系統及其方法，由於本地端僅傳送加密原始影像後所形成之加密影像至伺服端，而不傳送加密所需(亦為解密所需)之密鑰及運算子至伺服端，且加密影像保留了影像中的移動資訊，因此伺服端並無法將加密影像還原為原始影像，然而可將加密影像二值化為保留原始影像移動資訊之二元影像並將其儲存。藉此，原始影像中移動物之色彩以及紋理等資訊將不會被儲存，而使得人們的隱私權受到保護，同時由於原始影像之移動資訊係保留於二元影像之中，藉由儲存二元影像將可達到監控效果。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧監控系統

2‧‧‧本地端

21‧‧‧攝像模組

211‧‧‧原始影像

22‧‧‧加密模組

221‧‧‧加密影像

23‧‧‧第一傳輸模組

3‧‧‧伺服端

31‧‧‧第二傳輸模組

32‧‧‧處理模組

321‧‧‧二元影像

33‧‧‧儲存模組

Claims (8)

1. 一種具隱私權保護之監控系統，其包含：一本地端，其包含：一攝像模組，係對一場景作影像擷取，以形成一原始影像；一加密模組，係針對該原始影像中之各像素根據一亂數表產生一密鑰，以根據預設之一運算子以及各該密鑰加密該原始影像中之各像素，以形成一加密影像；及一第一傳輸模組，用以傳輸該加密影像，但不傳送該密鑰以及該運算子；以及一伺服端，其包含：一第二傳輸模組，係接收該加密影像；一處理模組，係偵測該加密影像中對應該原始影像之移動前景與固定背景並產生一偵測結果，以根據該偵測結果將該加密影像二值化，進而產生一二元影像；及一儲存模組，係儲存該二元影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之監控系統，其中該本地端更包含一影像後續處理模組，係對該加密影像作後續處理，以將該加密影像分離為一前景影像及一背景影像；其中該前景影像之影像像素變化量係大於該背景影像。
3. 如申請專利範圍第2項所述之監控系統，其中該影像後續處理模組係根據高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)以對該加密影像作後續處理。
4. 如申請專利範圍第1項所述之監控系統，其中該運算子包含加法運算子、減法運算子、乘法運算子以及互斥或運算子(Exclusive Or)。
5. 一種具隱私權保護之監控方法，係包含下列步驟：藉由一本地端之一攝像模組對一場景作影像擷取，以形成一原始影像；經由該本地端之一加密模組針對該原始影像中之各像素根據一亂數表產生一密鑰，以根據預設之一運算子以及各該密鑰加密該原始影像中之各像素，以形成一加密影像；透過該本地端之一第一傳輸模組傳輸該加密影像，但不傳送該密鑰以及該運算子；透過一伺服端之一第二傳輸模組接收該加密影像；經由該伺服端之一處理模組偵測該加密影像中對應該原始影像之移動前景與固定背景並產生一偵測結果，以根據該偵測結果將該加密影像二值化，進而產生一二元影像；以及藉由該伺服端之一儲存模組儲存該二元影像。
6. 如申請專利範圍第5項所述之監控方法，其更包含下列步驟：藉由該本地端之一影像後續處理模組對該加密影像作後續處理，以將該加密影像分離為一前景影像及一背景影像；其中該前景影像之影像像素變化量係大於該背景影像。
7. 如申請專利範圍第6項所述之監控方法，其中該影像後續處理模組係根據高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)以對該加密影像作後續處理。
8. 如申請專利範圍第5項所述之監控方法，其中該運算子包含加法運算子、減法運算子、乘法運算子以及互斥或運算子(Exclusive Or)。