专利名称：高安全网络摄像机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高安全网络摄像机，具体涉及一种结合数字视频技术、计算机多媒体技术、计算机网络技术、数字通信技术、图象的安全认证技术的数字监控系统的BD100高安全网络摄像机。
本实用新型的高安全摄像机采用的压缩技术是H.263，由此构成宽应用的数字图像处理系统。但是作为数字图像监控系统，只选用了压缩算法技术还是不能成为使其满足不同用户需要的合格商品。特别是在一些专用场合下，需要对数字图像的合法性和数字图像监控的实效性等方面有更高的要求的需求。本产品就是基H.263基础上，融合了数字水印技术、数字监控技术、网络传输技术所形成的高安全网络摄像机。
BD100高安全网络摄像机是将监控信息(视频、音乐、报警信息等)从现场监控点释放出来，架构于计算机网络(inteanet或Internet)之上，监控信息透过Ethernet\Isdn\DDN\xDSL光纤等传输介质发送到远程计算机上，实现远端智能化管理，并且可以与原有信息管理系统(企业MIS)融合在一起，更好的为企业的安全管理和运营管理服务。
BD100高安全网络摄像机的原理是将由各类摄像机所输出全动态视频图像的模拟信号数字化，连同标准麦克风所输出的音频模拟信号一起，经过数字编码算法H.263后，形成各类I帧图像和P帧图像，其中I帧图是原有图像序列，P帧是推算后所形成的虚拟图像数据。I帧根据用户对图像精度的时间长短来确定的，间隔长数据压缩率高，间隔短数据压缩率低。利用智能卡的数字认证技术处理后，并经过H.263图像压缩算法实观图像数字的有损、高效压缩。在此基础上根据应用的不同，对此图像数据文件进行适当的安全认证处理。通过TCP/IP网端口实现数据图像的局域网内传输或广域网内传输。也可通过PSTN网络或GPRS网络实现图像的传输，完成图像传输的目的。本数据传输系统还可向网络中的各个网络摄像机发送控制指令，并通过摄像机的各种感应传感器采集观场的各种信息完成以图像为基础的多功能信息采集、监控的任务。
根据上述BD100高安全网络摄像机的原理，本实用新型的BD100高安全网络掇像机，其特点是它包括
摄像机装置，用于集观场的各种信息完成以图像为基础的多功能信息采集、监控的任务；SA7111A/D转换装置，用于将所采集的信息进行转换，形成二进制数值；逻辑控制及计算单元，用于图象数据的压缩并进行压缩计算；水印控制器，用于根据所设定的水印图象信息对图象进行安全认证处理；RISC CPU单无，用于图象数据的控制；智能IC卡，用于实观数字水印的密钥生成和管理；硬件压缩单元，用于实现图象数字的有损、高效压缩；其中所述的摄像机装置与SA7111A/D转换装置相连接，其SA7111A/D转换装置与逻辑控制及计算单元相连接，而所述的RISCCPU单元分别与所述的逻辑控制及计算单元、水印控制器、智能IC卡、硬件压缩单元相连。
本实用新型的特点是1、数字图象的不可更改性，即在生成数字图象的同时采用特殊算法所生成认证码，将每幅图象增加数字认证设制码，以确认该图象的合法性。
2、在图象生成以后的数据处理及存储方式上不同，以适应不同数据交换的要求，达到实时监控的目的。
3、压缩技术采用目前国际最流行的压缩算法来实现，即采用H.263数字编码算法，从而产品和市场各类图象系统能兼容，采用H.263后，可以使得产品能更与微软Nctmeeting相兼容，用户使用和二次开发变得更加容易，并且有了更多的应用软件产品与之配套。
4、图像的数字认证采用智能卡技术实现。其实现原理为由用户设定认证的密钥系统，并通过专用的发卡系统写入到智能IC卡中，由智能IC卡中的认证数字处理系统实现针对各类密钥所生成的认证数字。每幅图像上的认证数字可以经过图像后台服务器的认证处理机进行核对、认证，来判别图像生成的真实性，智能卡利用自身的高安全性和使用的方便性来完成外部数字认证的可行性。
以下结合附图进一步解释说明本实用新型BD100高安全网络摄像机的技术内容。
如
图1所示，本实用新型BD100高安全网络摄像机，其特点是它包括
摄像机装置，用于集现场的各种信息完成以图像为基础的多功能信息采集、监控的任务；SA7111A/D转换装置，用于将所采集的信息进行转换，形成二进制数值；逻辑控制及计算单元，用于图象数据的压缩并进行压缩计算；水印控制器，用于根据所设定的水印图象信息对图象进行安全认证处理；RISC CPU单元，用于图象数拒的控制；智能IC卡，用于实现数字水印的密钥生成和管理。
根据图1，其基本操作过程是视频信号经过SA711A/D转换后，形成而进制数值，根据数字水印控制器的命令，将此数据依据相应的位置计算后，进行数据提取，交RISC CPU进行数字水印处理，完成后返回H.263编码器，形成压缩文件。
采用H.263具有适应CPU根据数据传递信息的状况的数据形成的帧结构状况，通过网口式RS-232(RS-485)传递。
语言信号根据业务需要可动态设置。
如图2至5所示可知数字水印的加密过程和检测过程以及后台图象解压及安全认证系统结构和数字位置定位和特征1值提取过程，通过所示的框图的原理可以实现以下目的1.图象生成后的安全性；2.图象生成后的可识别性；3.在原有的数字图象这嵌入相应的数字标识而不引起原有图象的变质，即数字水印的隐蔽性；4.隐藏位置的安全性将数字水印的标识位置通过算法生成，保证位置不随数据文件格式的变化而丢失；5.鲁棒性指数字水印标识在经过多种情况下的信号处理与攻击后，仅能通过一定的手段来准确识别；6.本产品中采用数据水印主要是保护图象信息的完整性，防止对图象数据的任意篡改。
本产品使用H.263是由于其允许使用更多的源格式，图象形状和时钟频率也有多种选择，拓宽了应用范围；此外，其可扩展性也允许多显示率、多速率及分辨率，增强了视频分辨率，增强了视频信息在易误码、易丢包异构网络环境下的传输；其图象分段依赖性也可以是受限的，可以减少差错；另外，H.263的改进型H.263+对H.263中的不受运动矢量模式进行了改进，加12个新增的可选模式，不仅提高了编码性能，而且增强了应用的灵活性。本产品采用了H.263+，其适合于公用宽带网络环境下运行，故其所构成的网络摄像系统的适用面更广。
本实用新型专利所提出的技术实现方案和硬件处理平台及相应的软件，能够实现数字摄像的安全认证和网络传输。本方案及其产品中的关键是数字水印的信号处理方式和保证数字水印的安全措施。
在此基础上通过对数字图像的压缩处理和通讯网络信息的全部交互，实现BD100高安全网络摄像机的全部技术组成。在本产品的技术平台基础上，可解决任意数字图像压缩处理前的安全认证，并且安全认证的技术实现是以智能IC卡为核心技术，保证了用户数字图像认证的安全性。特别指出的是，经过数字水印处理后的数字图像具有永久性、可验证性和带有自动时间印证等特点。
本实用新型采用智能卡技术在BD100高安全网络摄像机中主要是实现数字水印的密钥生成和管理，保护水印处理方法的安全性，其使用方法如图6所示。
智能卡的外部认证是智能卡的主要安全保护手段，通过卡的外部认证可以实现外部对卡内相关数据的读写操作。
外部认证的实现过程如下系统开机后，网络摄像机采集智能卡中的设备号和起用时间后，取一个随机数，送入智能卡中，由应用根密钥对其加密后返回结果。
将结果+随机数+设备号+起用时间送入智能卡中进行MAC认证并得到结果后上传后台主机。
后台主机得到数据包后，首先进行NAC认证，然后将随机数密文送入认证卡中还原数据，再将还原的数据和随机数对比是否一致，由此完成设备对卡的认证。
数字水印实现的原理是数字水印电路采用大规模可编程芯片实现，可采用Altera公司的EP1K50，由其实现数字水印数据及地址的生成和处理。通过HREF和HS两个信号确定图象数据的起始地址，由CPU实现计数器状态数据，当与预设的地址相一致时，启动数据开关转至S2，其数字送入数字水印模块中处理其结果返回数据线原地址。其处理过程如图7所示。
权利要求1.一种BD100高安全网络摄像机，其特征是它包括摄像机装置，用于集现场的各种信息完成以图像为基础的多功能信息采集、监控的任务；SA7111A/D转换装置，用于将所采集的信息进行转换，形成二进制数值；逻辑控制及计算单元，用于图象数据的压缩并进行压缩计算；水印控制器，用于根据设定的水印图象信息对图象进行安全认证处理；RISC CPU单元，用于图象数据的控制；智能IC卡，用于实现数字水印的密钥生成和管理；硬件压缩单元，用于实现图象数字的有损、高效压缩；其中所述的摄像机装置与SA7111A/D转换装置相连接，其SA7111A/D转换装置与逻辑控制及计算单元相连接，而所述的RISCCPU单元分别与所述的逻辑控制及计算单元、水印控制器、智能IC卡、硬件压缩单元相连。
专利摘要本实用新型涉及一种高安全网络摄像机，具体涉及一种结合数字视频技术、计算机多媒体技术、计算机网络技术、数字通信技术、图像的安全认证技术的数字监控系统的高安全网络摄像机。该网络摄像机，其特点是它包括摄像机装置，SA7111A/D转换装置，逻辑控制及计算单元，水印控制器，其用于根据所设定的水印图像信息对图像进行安全认证处理；RISC CPU单元，用于图像数据的控制；智能IC卡，用于实现数字水印的密钥生成和管理。硬件压缩单元，用于实现图像数字的有损、高效压缩。
文档编号H04N7/167GK2588705SQ02239889
公开日2003年11月26日 申请日期2002年7月15日 优先权日2002年7月15日
发明者李鹏 申请人:李鹏