一种基于图标识别与OCR结合的内外网物理隔离数据交换方法与流程

本发明涉及一种基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法，属于本发明属于信息安全领域技术领域。

背景技术：

针对目前内外网物理隔离数据交换方式存在的成本较高，需要人工，实时性不强，交换效率不高的缺陷。现有技术中提供了一种基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法，以提高内外网数据交换的安全性及效率。但是，该方法数据交换的过程是从内网到外网或者从外网到内网的单向交换方式，其精确度不够高，因为缺乏验证方式，仍然会造成数据交换的不安全。而且，以二维码矩阵的形式对数据进行编码并显示，对于交换的数据量较小的话，容易造成屏幕空间浪费，而对于交换的数据量较大的话，二维码编码困难且屏幕空间不够，无法完成交换。最后，目前图像识别技术已经非常成熟，尤其在ocr(“光学字符识别”的英文缩写)领域其识别准确度非常高。另外，图标可以隐含更多的辅助信息。将图标识别和ocr引入到该数据交换的过程中，提高数据交换的准确性的同时，也增加了数据交换的效率以及扩展性。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的问题，提供一种基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法。该方法中，数据从内网交换到外网时，在内网对待交换数据进行拆分和编码，并将每个编码数据包的数据信息显示在内网显示屏上，外网摄像头采集内网屏幕数据信息图像，并通过图标识别、ocr识别以及数据解码，获取待交换数据包的数据。在外网对待交换数据包编码，并将每个编码数据包的数据信息显示在外网显示屏上，内网摄像头采集外网屏幕数据信息图像，并通过图标识别、ocr识别以及数据解码，获取待比较数据包的数据，并与待交换数据包比较，如果相同，则数据交换正确，同时切换内网系统设备上屏幕的显示数据信息。数据从外网交换到内网时，在外网对待交换数据进行拆分和编码，并将每个编码数据包的数据信息显示在外网显示屏上，内网摄像头采集外网屏幕数据信息图像，并通过图标识别、ocr识别以及数据解码，获取待交换数据包的数据。在内网对待交换数据包编码，并将每个编码数据包的数据信息显示在内网显示屏上，外网摄像头采集内网屏幕数据信息图像，并通过图标识别、ocr识别以及数据解码，获取待比较数据包的数据，并与待交换数据包比较，如果相同，则数据交换正确，同时切换外网系统设备上屏幕的显示数据信息。本方法以图像识别技术为核心，通过内外网的协同编解码和对比处理，在提供数据高速交换的同时，还确保了数据交换的准确性和可靠性。

本发明采取的技术方案如下：

一种基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法，数据从内网交换到外网时，包括以下步骤：

步骤1.1：在内网数据库中提取待交换的数据，将数据拆分为多个数据包，分别对多个数据包进行编码，得到待交换数据对应的所有编码数据包。

在步骤1.1中，上述数据拆分方法是预先设置拆分出的每个数据包的大小为预设大小。对于任一待交换数据，计算待交换数据的数据量与预设大小的比值，将待交换数据均分为该比值个数据包。

在步骤1.1中，上述每个编码数据包包含一个图标图像数据和一条文本编码数据。其中，图标图像数据包含的信息项为数据类型、当前待交换数据的序号、当前待交换数据的数据包总数、当前数据包的序号以及附加数据。数据类型表示待交换数据的数据类型；当前待交换数据的序号表示该编码数据包所属的待交换数据的序号；当前待交换数据的数据包总数表示该编码数据包所属的待交换数据包含的数据包总数；当前数据包序号表示该编码数据包的序号。当当前数据包序号等于数据包总数时，表示当前待交换数据已经发送完整。附加数据可扩展使用。文本编码数据为该数据包的文本数据经过编码后的数据。

在步骤1.1中，上述编码方法采用通用字符集编解码规则，如unicode编解码，utf8编解码，也可以采用预设自定义编解码协议规则。例如采用部分有限字符集进行数据编码，可以用0～9的数组来表示中英文，在ocr识别上的优点，比直接识别文字，符号等，更胜一筹。

步骤1.2：将待交换数据的所有编码数据包的数据信息显示在内网系统终端设备的显示屏上。

在步骤1.2中，根据预设区域划分信息，将屏幕划分为多个显示区域；当显示区域的数目等于待交换信息对应的所有编码数据包的数目时，将待交换信息对应的编码数据包的数据信息依次显示在多个显示区域内。当显示区域的数目小于待交换信息对应的编码数据包的数目时，采用顺序显示的方式将待交换数据对应的每个编码数据包的数据信息显示在多个显示区域内。当显示区域的数目大于待交换信息对应的编码数据包的数目时，继续采用步骤1.1编码下一条待交换数据，使得所有待交换数据对应的编码数据包的总数大于或等于显示区域的数目，然后采用顺序显示的方式将待交换数据对应的每个编码数据包的数据信息显示在多个显示区域内。

在步骤1.2中，在屏幕的每个显示区域内显示编码数据包的数据信息时，是将编码数据包包含的图标图像以及文本编码数据全部显示在区域内。

步骤1.3：通过外网系统终端设备的摄像头采集内网系统终端设备显示屏上显示的编码数据包的数据信息图像。

步骤1.4：在外网系统终端设备上通过并行计算，将采集的编码数据包的数据信息图像进行识别、解码，获取每个数据包的数据。

在步骤1.4中，上述识别方式采用图像识别和ocr技术。首先，根据图像识别技术，识别出显示区域内编码数据包的图标图像数据内容，得到待交换数据的数据类型、当前待交换数据的序号、当前待交换数据的数据包总数、当前数据包的序号以及附加数据。其次，根据ocr技术，识别出显示区域内编码数据包的文本编码数据，然后，将每个编码数据包的编码数据信息进行解码。最终，得到交换的每个数据包的数据。

步骤1.5：在外网系统终端设备上，根据步骤1.4中得到每个数据包的数据信息，添加到待交换数据对应的数据池中。并且，在外网系统终端设备上采用步骤1.1所述的编码方法对每个数据包的数据再进行编码，生成多个编码数据包。每个编码数据包同样包括一个图标图像数据和一条文本编码数据。采用步骤1.2所述的显示方式，将多个编码数据包的数据信息依次显示在外网系统终端设备的显示屏上。

步骤1.6：通过内网系统终端设备的摄像头采集外网系统终端设备显示屏上显示的编码数据包的数据信息图像。

步骤1.7：在内网系统终端设备上通过并行计算，采用步骤1.4所述的识别和解码方法，对采集的编码数据包的数据信息图像进行识别和解码，得到待比较的每个数据包的数据。将待比较的每个数据包的数据与待交换数据的数据包数据进行比较，如果全部相同，则步骤1.4中获取的每个数据包的交换数据正确，同时内网系统终端设备显示屏上的全部区域切换显示为下一次待交换编码数据包的数据信息。如果存在不相同的数据包，则判断相应数据包的比较次数是否超过设定次数。若不超过，则在该屏幕区域内继续显示该编码数据包的数据信息，同时，数据包交换正确的屏幕区域切换显示为下一次待交换编码数据包的数据信息，并返回步骤1.3；若超过则显示告警信息；直到待交换数据的所有数据包交换完成。

一种基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法，数据从外网交换到内网时，包括以下步骤：

步骤2.1：在外网数据库中提取待交换的数据，采用步骤1.1所述的数据拆分和数据编码方式，将数据拆分为多个数据包，并分别对多个数据包进行编码，得到待交换数据对应的所有编码数据包。

步骤2.2：采用步骤1.2所述显示方式，将待交换数据的所有编码数据包的数据信息显示在外网系统终端设备的显示屏上。

步骤2.3：通过内网系统终端设备的摄像头采集外网系统终端设备显示屏上显示的编码数据包的数据信息图像。

步骤2.4：采用步骤1.4所述的图像识别和解码方法，在内网系统终端设备上通过并行计算，将采集的编码数据包的数据信息图像进行识别、解码，获取每个数据包的数据。

步骤2.5：在内网系统终端设备上，根据步骤1.4中得到每个数据包的数据头和数据体的数据信息，添加到待交换数据对应的数据池中。并且，在内网系统终端设备上采用步骤1.1所述的编码方法对每个数据包的数据再进行编码，生成多个编码数据包，采用步骤1.2所述的显示方式，将多个编码数据包的数据信息依次显示在内网系统终端设备的显示屏上。

步骤2.6：通过外网系统终端设备的摄像头采集内网系统终端设备显示屏上显示的编码数据包的数据信息图像。

步骤2.7：在外网系统终端设备上通过并行计算，采用步骤1.4所述的识别和解码方法，对采集的编码数据包的数据信息图像进行识别和解码，得到每个数据包的比较数据。将每个数据包的比较数据与待交换数据的数据包数据进行比较，如果全部相同，则步骤2.4中获取的每个数据包的交换数据正确，同时外网系统终端设备显示屏上的全部区域切换显示为下一次待交换编码数据包的数据信息。如果存在不相同的数据包，则判断相应数据包的比较次数是否超过设定次数。若不超过，则在该屏幕区域内继续显示该编码数据包的数据信息，同时，数据包交换正确的屏幕区域切换显示为下一次待交换编码数据包的数据信息，并返回步骤2.3；若超过则显示告警信息；直到待交换数据的所有数据包交换完成。

优选的，本发明的基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法，所述编码数据包中的图标图像为图像块，可以为二维码、条形码，也可以为预设自定义编码的图像块，例如，不同宽度的线条或者不同颜色的圆点分别代表不同的数据，通过编码表达所包含的数据信息，最终形成图像块。

优选的，本发明的基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法，所述步骤1.7和步骤2.7中的设定次数为5次。

优选的，本发明的基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法，所述步骤1.7和步骤2.7中，若获取的交换数据包的数据正确，则传输并保存到后台服务器。

优选的，本发明的基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法，所述步骤1.7中，告警信息显示在内网系统终端设备的显示屏上。

优选的，本发明的基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法，所述步骤2.7中，告警信息显示在外网系统终端设备的显示屏上。

优选的，本发明的基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法，所述步骤1.7和步骤2.7中，显示告警信息后分别返回步骤1.1和步骤2.1，对待交换数据的数据包重新进行编码并显示。

本发明的有益效果如下：

1、本发明的方法采用图标识别与ocr技术，实现数据高准确度交换；

2、本发明的方法采用数据分包以及分屏显示交换，实现快速交换大量数据，提高数据交换效率；

3、本发明的方法通过比较数据和待交换数据的比较，实现数据交换精确度高；

4、本发明的方法传输数据具有高精确度，高可靠性、高安全性。

附图说明

图1是本发明的方法数据从内网交换到外网流程图；

图2是本发明的方法数据从外网交换到内网流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

一种基于图标识别与ocr结合的内外网物理隔离数据交换方法，包括数据从内网交换到外网以及数据从外网交换到内网。

如图1所示，当数据从内网交换到外网时，包括以下步骤：

步骤1.1：在内网数据库中提取待交换的数据，将数据拆分为多个数据包，分别对多个数据包进行编码，得到待交换数据对应的所有编码数据包。

上述数据拆分方法是预先设置拆分出的每个数据包的大小为预设大小。对于任一待交换数据，计算待交换数据的数据量与预设大小的比值，将待交换数据均分为该比值个数据包。例如，预设大小为2kb，若待交换数据的数据量大小为10kb，则将待交换数据拆分为5个2kb大小的数据包。

上述每个编码数据包都包含一个图标图像数据和一条文本编码数据。其中，图标图像数据包含的信息项为数据类型、当前待交换数据的序号、当前待交换数据的数据包总数、当前数据包的序号以及附加数据。数据类型表示待交换数据的数据类型；当前待交换数据的序号表示该编码数据包所属的待交换数据的序号；当前待交换数据的数据包总数表示该编码数据包所属的待交换数据包含的数据包总数；当前数据包序号表示该编码数据包的序号。当当前数据包序号等于数据包总数时，表示当前待交换数据已经发送完整。附加数据可扩展使用。文本编码数据为该数据包的文本数据经过编码后的数据。

上述图标图像为图像块，可以为二维码、条形码，也可以为预设自定义编码的图像块，例如，不同宽度的线条或者不同颜色的圆点分别代表不同的数据，通过编码表达所包含的数据信息，最终形成图像块。

上述数据编码方式采用通用字符集编解码规则，如unicode编解码，utf8编解码；也可以采用预设自定义编解码协议规则，例如采用部分有限字符集进行数据编码，可以用0～9的数组来表示中英文，在ocr识别上的优点，比直接识别文字，符号等，更胜一筹。

步骤1.2：将待交换数据的所有编码数据包的数据信息显示在内网系统终端设备的显示屏上。

上述显示方式具体包括，根据预设区域划分信息，将屏幕划分为多个显示区域；当显示区域的数目等于待交换信息对应的所有编码数据包的数目时，将待交换信息对应的编码数据包的数据信息依次显示在多个显示区域内。当显示区域的数目小于待交换信息对应的编码数据包的数目时，采用顺序显示的方式将待交换数据对应的每个编码数据包的数据信息显示在多个显示区域内。当显示区域的数目大于待交换信息对应的编码数据包的数目时，继续采用步骤1.1编码下一条待交换数据，使得所有待交换数据对应的编码数据包的总数大于或等于显示区域的数目，然后采用顺序显示的方式将待交换数据对应的每个编码数据报的数据信息显示在多个显示区域内。

例如，屏幕划分为5个显示区域。若待交换数据a均分编码为5个编码数据包为a-1、a-2、a-3、a-4、a-5，那么依次将编码数据包a-1、a-2、a-3、a-4、a-5的数据信息内容显示在这5个显示区域中。

若待交换数据a均分为6个编码数据包，同样依次将编码数据包a-1、a-2、a-3、a-4、a-5的数据信息内容显示在这5个显示区域中，待交换数据a的第6个编码数据包b-6的数据信息将预留在下一次交换过程中，并显示在屏幕上的第1个区域。

若待交换数据a均分编码为3个编码数据包为a-1、a-2、a-3，那么继续将待交换数据b进行均分编码，如果待交换数据b均分编码为2个编码数据包b-1、b-2，那么依次将编码数据包a-1、a-2、a-3、b-1、b-2的数据信息内容显示在这5个显示区域中；如果待交换数据b均分编码为3个数据b-1、b-2、b-3，同样依次将编码数据包a-1、a-2、a-3、b-1、b-2的数据信息内容显示在这5个显示区域中，待交换数据b的第3个编码数据包b-3的数据信息将预留在下一次交换过程中，并显示在屏幕上的第1个区域；如果待交换数据b均分为1个数据包b-1，那么继续将待交换数据c均分编码，直到所有的编码数据包的数据信息能全部显示在5个显示区域内。这样便实现了屏幕空间的最大利用，进而实现高速数据传输。

步骤1.3：通过外网系统终端设备的摄像头采集内网系统终端设备显示屏上显示的编码数据包的数据信息图像。

步骤1.4：在外网系统终端设备上通过并行计算，将采集的编码数据包的数据信息图像进行识别、解码，获取每个数据包的数据。

上述识别方式采用图像识别和ocr技术。首先，根据图像识别技术，识别出显示区域内编码数据包的图标图像数据内容，得到待交换数据的数据类型、当前待交换数据的序号、当前待交换数据的数据包总数、当前数据包的序号以及附加数据。其次，根据ocr技术，识别出显示区域内编码数据包的文本编码数据。然后，将每个编码数据包的文本编码数据信息进行解码。最终，得到交换的每个数据包的数据。其中，图像识别以及ocr技术在其它因素都满足的前提下，对质量较好的清晰图像上的图标和文字进行识别，其识别率一般可达到98％以上。而本方法中，图标图像采用统一的编码规范，如二维码、条形或预设自定义图像块，并且文本数据经过有限字符集编码，字符数据格式固定，并且识别的字符集范围更小。因此识别率可达99％以上，而且ocr识别速度比通用场景的文字识别更快。

上述解码方式是采用步骤1.1中的所述的编解码规则，将每个编码数据包的文本编码数据信息进行解码，得到每个数据包的数据。

步骤1.5：在外网系统终端设备上，根据步骤1.4中得到每个数据包的数据头和数据体的数据信息，将每个数据包添加到待交换数据对应的数据池中。并且，在外网系统终端设备上采用步骤1.1所述的编码方法对每个数据包的数据再进行编码，生成多个编码数据包。并采用步骤1.2所述的显示方式，将多个编码数据包的数据信息依次显示在外网系统终端设备的显示屏上。

步骤1.6：通过内网系统终端设备的摄像头采集外网系统终端设备显示屏上显示的编码数据包的数据信息图像。

步骤1.7：在内网系统终端设备上通过并行计算，采用步骤1.4所述的识别和解码方法，对采集的编码数据包的数据信息图像进行识别和解码，得到每个数据包的比较数据。将每个数据包的比较数据与待交换数据的数据包数据进行比较，如果全部相同，则步骤1.4中获取的每个数据包的交换数据正确，则传输并保存到后台服务器，同时内网系统终端设备显示屏上的全部区域切换显示为下一次待交换编码数据包的数据信息。如果存在不相同的数据包，则判断相应数据包的比较次数是否超过设定次数。若不超过，则在该屏幕区域内继续显示该编码数据包的数据信息，同时，数据包交换正确的屏幕区域切换显示为下一次待交换编码数据包的数据信息，并返回步骤1.3；若超过则显示告警信息；所述设定次数为5次，所述告警信息显示在内网系统终端设备的显示屏上，并返回步骤1.1，对待交换数据包重新编码并显示。直到待交换数据的所有数据包交换完成。

如图2所示，当数据从外网交换到内网时，包括以下步骤：

步骤2.1：在外网数据库中提取待交换的数据，采用步骤1.1所述的数据拆分和编码方式，将数据拆分为多个数据包，并分别对多个数据包进行编码，得到待交换数据对应的所有编码数据包。

步骤2.2：采用步骤1.2所述显示方式，将待交换数据的所有编码数据包的数据信息显示在外网系统终端设备的显示屏上。

步骤2.3：通过内网系统终端设备的摄像头采集外网系统终端设备显示屏上显示的编码数据包的数据信息图像。

步骤2.4：采用步骤1.4所述的图像识别和解码方法，在内网系统终端设备上通过并行计算，将采集的编码数据包的数据信息图像进行识别、解码，获取每个数据包的数据。

步骤2.5：在内网系统终端设备上，根据步骤1.4中得到每个数据包的数据头和数据体的数据信息，添加到待交换数据对应的数据池中。并且，在内网系统终端设备上采用步骤1.1所述的编码方法对每个数据包的数据再进行编码，生成多个编码数据包，采用步骤1.2所述的显示方式，将多个编码数据包的数据信息依次显示在内网系统终端设备的显示屏上。

步骤2.6：通过外网系统终端设备的摄像头采集内网系统终端设备显示屏上显示的编码数据包的数据信息图像。

步骤2.7：在外网系统终端设备上通过并行计算，采用步骤1.4所述的识别和解码方法，对采集的编码数据包的数据信息图像进行识别和解码，得到每个数据包的比较数据。将每个数据包的比较数据与待交换数据的数据包数据进行比较，如果全部相同，则步骤2.4中获取的每个数据包的交换数据正确，则传输并保存至后台服务器，同时外网系统终端设备显示屏上的全部区域切换显示为下一次待交换编码数据包的数据信息。如果存在不相同的数据包，则判断相应数据包的比较次数是否超过设定次数。若不超过，则在该屏幕区域内继续显示该编码数据包的数据信息，同时，数据包交换正确的屏幕区域切换显示为下一次待交换编码数据包的数据信息，并返回步骤2.3；若超过则显示告警信息；所述设定次数为5次，所述告警信息显示在外网系统终端设备的显示屏上，并返回步骤2.1，对待交换数据包重新编码并显示。直到待交换数据的所有数据包交换完成。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。