专利名称：一种机动车交通违法证据图像防篡改的方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车交通违法行为证据图像防篡改的方法，具体地说是 用于对机动车交通违法行为取证设备记录的原始图像的防篡改保护。
背景技术：
据统计，2008年各地在用的各类机动车交通违法行为取证设备超过3万多 套，查处的机动车交通违法行为6716万起，为规范行车秩序和预防交通事故发 挥了不可磨灭的作用。然而，由于机动车交通违法取证设备记录的图像证据缺 乏自我有效性认证功能，导致机动车交通违法者与公安机关交通管理部门正当 的权益不能得到有效保护，特别法律诉讼时不能证明机动车交通违法行为图像 证据是否被篡改过，北京、深圳等地公安机关交通管理部门已经为此付出了深 刻教训。因此，保证各类机动车交通违法行为取证设备所记录的图像证据真实 性、合法性，已成为全国交警系统非现场执法的重要工作内容，而确保非现场 执法图像证据的一致性、有效性，亟需在原始图像证据中增加防篡改的保护措 施。
目前，机动车交通违法行为取证设备分联网、单点二种工作模式，其中联 网工作模式记录的图像证据是通过专用线路获取机动车交通违法行为图像数据 的；单点工作模式记录的图像证据是通过人工下载机动车交通违法行为图像数 据的。按照现有的交警执法模式，对于非现场获取的机动车交通违法行为图像 证据需要专人负责证据核对工作，以防止出现执法冤案、假案，且交通违法行 为图像证据保存时间要求超过3年。
发明内容
本发明目的是为了验证机动车交通违法行为取证设备所记录的图像证据在 传输、核査、备份等过程中是否被篡改过，提供一种机动车交通违法证据图像 防篡改的方法。
按照本发明提供的方法，机动车交通违法行为取证设备在采集交通违法图 像过程中直接将相应的违法日期、违法时间、行驶方向、取证设备编号、车辆 限速值、行驶速度值、原始图像代码、违法地点等信息叠加到原始图片上，形 成证据图像，通过核査证据图像的图像代码来实现对原始图片的防篡改检测， 确保用于交警执法的机动车交通违法行为图片未在传输、核查、备份过程中被 篡改；方便了机动车交通违法者和公安机关验证机动车交通违法行为图像证据 的有效性，用于对机动车交通违法行为取证设备记录的原始图像防篡改保护。
按照本发明提供的技术方案， 一种机动车交通违法证据图像防篡改的方法 如下
采集机动车交通违法行为原始图像和机动车发生交通违法行为的违法曰 期、违法时间、违法地点、行驶方向、取证设备编号、车辆限速值、车辆行驶速度值。
将所述原始图像存储为指定电子格式，从所述原始图像数据区起始位置读 取一半图像数据即下半部图像数据，把所读取的图像数据按字即两字节求异或 值，每字的高字节相异或得到高字节异或值，每字的低字节相异或得到低字节
异或值。
求取图像代码把所述违法日期、违法时间、行驶方向、取证设备编号、 车辆限速、车辆行驶速度的数值按字与所述下半部图像数据求得的异或值进行 异或运算，得到图像代码。
把所述违法日期、违法时间、违法地点、行驶方向、取证设备编号、车辆 限速值、车辆行驶速度值和计算得到的图像代码以字符形式标注在所述原始图 像的上半部图像上，得到证据图像；将证据图像和保存所述违法日期、违法时 间、违法地点、行驶方向、取证设备编号、车辆限速值、车辆行驶速度值的数 据库保存到公安机关计算机中。
要使用证据图像时，由计算机读取证据图像和对应的违法日期、违法时间、 违法地点、行驶方向、取证设备编号、车辆限速值、车辆行驶速度值的数据， 重新求取证据图像的图像代码，并判断所述证据图像的图像代码是否与证据图 像上标注的图像代码相同；如果相同，则说明证据图像在上传、核査、备份、 存储过程中未被修改过，否则说明证据图像被修改过。
所述违法日期存储为4字节，按从左到右存储年、月、日值，其中年为2 字节，月、日分别为l字节。
所述违法时间存储为6字节，按从左到右存储时、分、秒、毫秒，且将2 个数字保存到一字节中，不足的数字位补0。
所述行驶方向用数字编号，按2字节存储。
所述取证设备编号用数字编号，按4字节存储。
所述车辆限速值分大小设置，如果违法车辆是小车，则取小车限速值，否 则取大车限速值，按2字节存储。
所述车辆行驶速度值按2字节存储。
所述图像代码按2字节存储，高字节为所述违法日期的第l、 3字节，违法 时间的第l、 3、 5字节，行驶方向的第l字节，取证设备编号的第l、 3字节， 车辆限速值的第1字节，车辆行驶速度值的第1字节与下半部图像数据求得的 所述高字节异或值进行异或运算得到；低字节为所述违法日期的第2、 4字节， 违法时间的第2、 4、 6字节，行驶方向的第2字节，取证设备编号的第2、 4字 节，车辆限速值的第2字节，车辆行驶速度值的第2字节与下半部图像数据求 得的所述低字节异或值进行异或运算得到。
本发明优点是由于本发明所述的机动车交通违法行为证据图像防篡改方 法与证据传输、核查、备份等过程无关，故为公安机关交通管理部门非现场执 法提供了法律基础，从而保护了机动车交通违法者和公安机关交通管理部门的 合法权益。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明所述的方法将原始采集的机动车交通违法行为图片内容与机动车交 通违法行为主要信息一一对应起来。叠加到原始图片上的信息包括违法日期、 时间、行驶方向、取证设备编号、车辆限速值、行驶速度值、原始图像代码和 违法地点。其中，叠加到原始图片上的图像代码由违法日期、违法时间、行驶 方向、取证设备编号、车辆限速值、行驶速度值、下半部图像内容按字求异或 值。如果叠加到图片上的图像代码与计算获取的图像代码不相同，则图像必然 被修改过。
机动车交通违法行为取证设备在采集机动车违法行为图像时将所需的主要 信息叠加到原始图片上，所叠加的信息包括违法日期、违法时间、行驶方向、 取证设备编号、车辆限速值、行驶速度值、图像代码等。各数据在计算机中的 存储形式如下表所示
表一
序号名称字节数数组说明
1违法日期4DT[4]按从左到右存储年月曰值
2违法时间6TM[6]按从左到右存储时分秒毫秒，且将 2个数字保存到一字节中，不足的 数字位补0
3行驶方向2LM[2]按从左到右存储数字编号
4设备编号4DM[4]按从左到右存储数字编号
小车限速2CV[2]按字存储数值大小
6大车限速2TV[2]按字存储数值大小
7行驶速度2SP[2]按字存储数值大小
8图像代码2CD[2]按从左到右存储
具体操作流程如下-
(1) 机动车交通违法行为取证设备如果检测机动车交通违法行为，则启动 如摄像机、数码相机等图像成像设备拍摄机动车交通违法行为原始图像。
(2) 将机动车交通违法行为原始图像读到计算机或处理器内存中。
(3) 按照设定的图像存储格式在内存中压缩或处理所拍摄的原始图像内容。
(4) 获取机动车发生交通违法行为的如违法日期、违法时间、违法地点、 行驶方向等关键信息，并保存到数据库中。
(5) 读取原始图像下半部图像内容。由于图像内存区中记录了图像中的每 一个像素值，且记录顺序是在扫描行内是从左到右，扫描行之间是从下到上， 即图像数据区是从图像左下角开始存储的，故从图像数据区起始位置读取一半
6图像数据即为下半部图像数据，该部分内容通常反映了机动车的全部特征，如 号牌号码、车辆颜色、驾驶人特征、车辆类型等。
(6) 按字(二个字节)求取原始图像下半部图像内容的异或值，即按照高 字节、低字节分别求取相应的异或值。
(7) 按字求取图像代码，即图像代码=违法日期击违法时间*行驶方向击取证 设备编号击车辆限速值击行驶速度值击下半部图像数据按字异或值。
违法地点不参加图像代码计算。其中车辆限速值分大小设置，即如果违法 车辆是小车，则取小车限速值，否则取大车限速值。所述的下半部图像数据按 字异或值，其高字节由下半部图像数据每字的高字节相异或得到，其低字节由 下半部图像数据每字的低字节相异或得到。
从图像编码和存储的原理获知，如果图像被修改，则对应的像素点值必然 改变，依据上式计算的图像代码必然与叠加在图片上的原始图像的图像代码不 同。
(8) 将交通违法行为的关键信息叠加到原始图像的上部图像中，采用的方 法是将叠加的信息转化为像素点，并逐点转移到原始图像的上部图像中。用户
可以直接看到图像中的这些信息，如
违法日期2006-08-03 违法时间18:59:53:480行驶方向02取证设 备编号0007小车限速值60km/h行驶速度值81km/h原始图像代码 7F 违法地点G214K13+850m。
(9) 将内存区中的整幅图像数据保存为机动车交通违法行为证据图像文件。
(10) 将机动车交通违法行为证据图像文件和保存机动车交通违法行为关 键信息的数据库上传到公安机关计算机中。
(11) 公安机关计算机系统读取机动车交通违法行为证据图像文件和存储 机动车交通违法行为关键信息的数据库。
(12) 核查机动车交通违法行为图像是否符合证据认定要求。
(13) 按照同样的方法重新计算机动车交通违法行为证据图像的图像代码。
(14) 确定重新计算的图像代码是否与机动车交通违法行为证据图像中标 注的图像代码相符，如果相符，则说明机动车交通违法行为图像在上传、核查、 备份、存储过程中未被修改过，否则说明机动车交通违法行为图像内容被修改 过。
下面是一个具体例子
安装在G214国道上的高清测速设备发现车辆号牌号码为"xL T0395"小轿车 超速行驶，其中违法日期为"2006-08-03";违法时间为"18:59:53:480";行驶方向 为"02";取证设备编号为"0007";小车限速值为"60km/h";行驶速度值为 "81km/h";原始图像代码为"7F"。
按表一将上述信息表述为
违法日期DT[lh20， DT[2]=06, DT[3]=08， DT[4]=03;
违法时间TM[1]=18， TM[2]=59， TM[3]=53 ， TM[4]=48; TM[5]=00;<formula>formula see original document page 8</formula>
行驶方向LM[1H)， LM[2]=2;
取证设备编号DM[i;hO， DM[2]=0， DM[3]=0， DM[4]=7; 小车限速值CV[l]-O， CV[2]=60; 行驶速度值SP[1]=0， SP[2]=81; 图像代码CD[1^7， CD[2]=F。
计算图像代码
CD[l]-I
SP[l]击下半部图像内容按字异或值的高字节 CD[2]=I
SP[2]击下半部图像内容按字异或值的低字节
当该车交通违法行为证据图片上传到公安机关时，公安部机关仍旧按照上 述公式计算该图片的图像代码来检测图片的真实性，如果重新计算的CD[l]、 CD[2]分别为7和F，则说明该图片在传输、备份、核査过程中未被篡改过，否 则说明图片上的内容被篡改过。
本发明解决了机动车交通违法行为图像证据的原始防篡改难题，为保护机 动车交通违法者权益提供理论基础，为规范机动车交通违法行为取证设备和非 现场执法提供技术支持。
8
权利要求
1、一种机动车交通违法证据图像防篡改的方法，其特征是采集机动车交通违法行为原始图像和机动车发生交通违法行为的违法日期、违法时间、违法地点、行驶方向、取证设备编号、车辆限速值、车辆行驶速度值；将所述原始图像存储为指定电子格式，从所述原始图像数据区起始位置读取一半图像数据即下半部图像数据，把所读取的图像数据按字即两字节求异或值，每字的高字节相异或得到高字节异或值，每字的低字节相异或得到低字节异或值；求取图像代码把所述违法日期、违法时间、行驶方向、取证设备编号、车辆限速、车辆行驶速度的数值按字与所述下半部图像数据求得的异或值进行异或运算，得到图像代码；把所述违法日期、违法时间、违法地点、行驶方向、取证设备编号、车辆限速值、车辆行驶速度值和计算得到的图像代码以字符形式标注在所述原始图像的上半部图像上，得到证据图像；将证据图像和保存所述违法日期、违法时间、违法地点、行驶方向、取证设备编号、车辆限速值、车辆行驶速度值的数据库保存到公安机关计算机中；要使用证据图像时，由计算机读取证据图像和对应的违法日期、违法时间、违法地点、行驶方向、取证设备编号、车辆限速值、车辆行驶速度值的数据，重新求取证据图像的图像代码，并判断所述证据图像的图像代码是否与证据图像上标注的图像代码相同；如果相同，则说明证据图像在上传、核查、备份、存储过程中未被修改过，否则说明证据图像被修改过。
2、 如权利要求1所述的一种机动车交通违法证据图像防篡改的方法，其特 征是，所述违法日期存储为4字节，按从左到右存储年、月、日值，其中年为2 字节，月、日分别为l字节。
3、 如权利要求1所述的一种机动车交通违法证据图像防篡改的方法，其特 征是，所述违法时间存储为6字节，按从左到右存储时、分、秒、毫秒，且将2 个数字保存到一字节中，不足的数字位补0。
4、 如权利要求1所述的一种机动车交通违法证据图像防篡改的方法，其特 征是，所述行驶方向用数字编号，按2字节存储。
5、 如权利要求1所述的一种机动车交通违法证据图像防篡改的方法，其特 征是，所述取证设备编号用数字编号，按4字节存储。
6、 如权利要求1所述的一种机动车交通违法证据图像防篡改的方法，其特 征是，所述车辆限速值分大小设置，如果违法车辆是小车，则取小车限速值， 否则取大车限速值，按2字节存储。
7、 如权利要求1所述的一种机动车交通违法证据图像防篡改的方法，其特 征是，所述车辆行驶速度值按2字节存储。
8、如权利要求1所述的一种机动车交通违法证据图像防篡改的方法，其特 征是所述违法日期存储为4字节，按从左到右存储年、月、日值，其中年为2 字节，月、日分别为l字节；所述违法时间存储为6字节，按从左到右存储时、分、秒、毫秒，且将2 个数字保存到一字节中，不足的数字位补0;所述行驶方向用数字编号，按2字节存储； 所述取证设备编号用数字编号，按4字节存储；所述车辆限速值分大小设置，如果违法车辆是小车，则取小车限速值，否则取大车限速值，按2字节存储；所述车辆行驶速度值按2字节存储；所述图像代码按2字节存储，其中高字节为所述违法日期的第l、 3字节， 违法时间的第l、 3、 5字节，行驶方向的第l字节，取证设备编号的第l、 3字 节，车辆限速值的第1字节，车辆行驶速度值的第1字节与下半部图像数据求 得的所述高字节异或值进行异或运算得到；低字节为所述违法日期的第2、 4字 节，违法时间的第2、 4、 6字节，行驶方向的第2字节，取证设备编号的第2、 4字节，车辆限速值的第2字节，车辆行驶速度值的第2字节与下半部图像数据 求得的所述低字节异或值进行异或运算得到。
全文摘要
本发明涉及一种机动车交通违法行为证据图像防篡改的方法，具体地说是用于对机动车交通违法行为取证设备记录的原始图像的防篡改保护。机动车交通违法行为取证设备在采集交通违法图像过程中叠加相应的违法日期、违法时间、行驶方向、取证设备编号、车辆限速值、行驶速度值、原始图像代码、违法地点等信息，形成证据图像，图像代码通过一定公式计算得到。通过核查证据图像的图像代码来实现对原始图像证据的防篡改检测，确保非现场执法图像证据的真实性、合法性、一致性，为保护机动车交通违法者权益提供了基础，为规范机动车交通违法行为取证设备和非现场执法提供技术支持。
文档编号G06T1/00GK101577047SQ20091002703
公开日2009年11月11日 申请日期2009年5月25日 优先权日2009年5月25日
发明者姜良维, 玫 岳, 铿 张, 方丽庄, 缪建新, 庆 马 申请人:公安部交通管理科学研究所