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智能相机已被广泛地应用于工况监视、成品检验和质量控制等领域,但在视频安全领域及光学领域的应用非常少,课题的研究对于智能相机在我国视频安全领域及光学领域的应用推广有一定的现实意义。
目前视频安全主要问题有:随着科技的发展,各种盗窃、篡改视频内容的手段也迅速发展,原始视频文件内容的真实性和可靠性、以及其涉及的知识产权均受到严重威胁。某些领域的视频信息保护迫在眉睫,例如银行、考场、政府机关的监控录像,此种监控录像一旦被非法人员通过某种途径获得原始视频数据并随意进行修改,其真实性和可靠性就会遭受质疑,甚至被非法分子利用,威胁人民群众的切身利益。而目前视频安全系统大多基于PC机,集成度低,安全性不高,易受攻击。其加密算法也简单,容易破解等。因此,研究智能相机在视频安全系统应用具有较大优势,其次,本论文的第三章也研究视频混沌加密算法。该算法是近年来基于混沌动力学系统发展起的加密技术,与传统的视频加密技术相比,该算法可以将密钥和算法有效地分开,而且保密性更强,密钥空间更大。
在光学领域,特别是在数字全息方面,目前国内外学者对光学全息图像的采集、加密、压缩、传输的研究,是先通过摄像头CCD记录二维图像或3D物体的数字全息图,而后在PC机上完成加密图像压缩、图像网络传输等图像处理。这样的基于PC机的系统不紧尺寸庞大,系统复杂,而且集成度低。因此,智能相机能够完全替代传统的基于PC的计算机视觉系统,独立地完成预先设定的图像处理和分析任务。由于采用一体化设计,可降低系统的复杂度,并提高可靠性。同时系统尺寸大大缩小。
本文的主要研究成果包括以下几个方面:
1、提出一种基于智能相机改进Lorenz混沌算法。该算法在智能相机的应用不仅能够克服智能相机处理能力低等限制,而且还节省了不少内存空间。实验结果表明:该算法在智能相机上运行,使得视频图像处理所用的时间相对于经典的Lorenz算法缩短许多。
2、提出一种基于智能相机改进的动态多混沌视频加密算法。该算法较静态密钥的混沌系统破译难度增加,保密性更强。实验结果表明:这种算法加大视频破译难度,要破解完整视频,必须对每一帧视频图像的密钥进行破解。
3、提出了在数字全息系统上搭建智能相机系统。系统先采用Mach—Zender干涉仪结构获取图像的相移数字全息图,而后利用智能相机同时完成加密图像的采集、降噪、压缩、传输等图像处理。该项技术在国内外都没报道。实验结果表明:该技术改变了传统全息图数据采集平台与数据处理、传输平台分立的局面,可以在智能相机平台上独立地实现数字全息图的获取、加密、传输全过程。
最后总结了本文的主要研究工作,并对未来的研究方向进行了展望。