本发明涉及的是一种图像、视频数据的身份标识方法与系统，具体的说，是一种针对图像、视频数据本身，进行身份标识的方法与系统。
背景技术：
按照《中华人民共和国电子签名法》定义，“电子签名，是指数据电文中以电子形式所含、所附用于识别签名人身份并表明签名人认可其中内容的数据。”是针对法人进行身份认证的一种手段。
经过对现有技术的检索发现，虽然目前已经有大量与数据签名相关的技术，但是均以验证电子签名为主。针对图像视频数据本身进行标识、身份认证的系统很少。虽然目前检索到少数针对图像数据生成数据签名的专利申请，但是它们形成的方式、方法，目的以及相应的功能均完全不同。
如中国专利申请号：CN201110240715.0，专利名称：一种基于数字签名对多个图像进行相似判断的设备和方法；申请号：CN201310039144.3，专利名称：图像文件数字签名、以及重复图像文件判断方法和装置。这两个专利公开的技术均是通过图像特征提取生成数字签名，在目的上，两个专利申请的目的均是在于对多个图像进行相似判断，缺乏图像采集的时间位置信息，无法满足视频图像数据在关联存储、融合分析、溯源防篡改等领域的应用。
技术实现要素：
针对目前图像视频数据缺乏类似身份证的唯一性身份标识，制约了视频图像数据在关联存储、融合分析、溯源防篡改等领域的应用，本发明通过为视频图像定义一个规范的身份标识信息，形成包含数据生成时间、地点、生成者、数字签名等信息的图像身份证I2D或视频身份证VID，做为图像、视频数据唯一、规范的身份标识。有了这个身份证，图像、视频在编码处理、信道传输与解码重建、时空同步融合分析、溯源以及防篡改方面，提供了具有唯一性、权威性、安全性、普适性、私密性的元信息。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现。
根据本发明的第一方面，提供一种图像数据的身份标识方法，包括：
图像身份标识生成步骤：获取每一幅图像采集时信息，，形成该图像的身份标识(Image Identification，简称I2D)，所述身份标识信息至少包括图像生成时间t、生成地点p、生成设备(MAC)ip、数字签名s；
图像编码步骤：将所述身份标识进行图像编码，编码后的图像数据包含了该图像身份标识信息，得到该图像的唯一身份标识的图像身份证(Image Identification，简称I2D)。
优选地，所述图像生成时间t、生成位置p，在图像采集生成时通过采集设备自带GPS或北斗等授时定位模块，或其他类似设备及模块，获得的具有全球统一的授时及定位信息，作为设备在采集本帧图像时的生成时间、生成位置信息。
优选地，所述生成设备ip，在图像采集生成时通过读取采集设备的MAC信息获得。
优选地，所述数字签名s，是基于链式法则，利用上一帧图像的验证码、本帧图像内容进行哈希编码，再对Hash码进行加密得到。进一步的，可以采用具体操作：将上一副图像的HASH值，以及当前的采集图像数据，送入一个HASH算法函数，计算得到这串数据的HASH值；使用本方的私钥加密HASH值，得到加密后的HASH值，作为图像的数字签名。
优选地，所述编码步骤：将所述身份标识按照图像编码格式的语法要求，打包为一个标准的标签(Tag)信息，作为图像头信息的一部分，进行图像编码。
根据本发明的第二方面，提供一种视频数据的身份标识方法，包括：
视频身份标识生成步骤：选择视频序列中关键帧，生成所述视频序列中关键帧的图像身份标识信息，由所述关键帧的图像身份标识信息形成一个描述视频序列信息的视频身份证(Video Identification，简称VID)；
所述视频身份证包括两部分信息：
一部分是视频生成信息，至少包括生成时间ts和结束时间te、生成地点p、生成设备(MAC)ip、数字签名s；
另一部分是序列中图像身份证(I2D)信息，即本序列中所有关键帧(包含图像身份证(I2D)信息的帧)，其图像身份证(I2D)信息按出现时间先后顺序进行逐一列示；关键帧是一定时间间隔的图像帧，或者是视频编码标准IPPP编码结构中的帧内编码帧I帧；
视频编码步骤：上述两部分信息进行视频编码，编码后的视频数据，即包含了该视频的视频身份证(VID)信息。
优选地，所述视频身份证，其中序列中图像身份证(I2D)信息列示每个关键帧的帧序列号、I2D中的生成时间和数字签名。
优选地，所述视频编码步骤，将所述视频身份证的两部分信息按照视频编码格式的语法要求，打包为一个视频编码码流(如用于存储的PS流或用于传输的TS流)中的一个标准标签(Tag)信息，作为视频码流头信息的一部分，进行视频编码。
根据本发明的第三方面，提供一种图像数据的身份标识系统，包括：
图像身份标识生成模块：该模块获取每一幅图像采集时信息，形成该图像的身份标识信息(Image Identification，简称I2D)，所述身份标识至少包括图像生成时间t、生成地点p、生成设备(MAC)ip、数字签名s；
图像编码模块：将所述身份标识生成模块生成的所述身份标识进行图像编码，编码后的图像数据包含了该图像的身份标识信息，通过所述编码后的图像数据实现了图像的身份标识。
优选地，所述图像身份标识生成模块包括：
图像时间位置模块：用于获取图像生成时间t、生成位置p，在图像采集生成时通过设备自带GPS或北斗等授时定位模块，或其他类似设备及模块，获得的具有全球统一的授时及定位信息，作为设备在采集本帧图像时的生成时间、生成位置信息；
图像生成设备信息模块：用于获取生成设备ip，在图像采集生成时通过读取采集设备的MAC信息获得；
图像数字标签模块：用于提供数字签名s生成功能，所述数字签名s是基于链式法则，利用上一帧图像的验证码、本帧图像内容进行哈希编码，再对Hash码进行加密得到。
更优选地，所述数字标签模块，数字签名s的生成可以采用具体操作：将上一副图像的HASH值，以及当前的采集图像数据，送入一个HASH算法函数，计算得到这串数据的HASH值；使用本方的私钥加密HASH值，得到加密后的HASH值，作为图像的数字签名。
优选地，所述图像编码模块，将所述身份标识按照图像编码格式的语法要求，打包为一个标准的标签(Tag)信息，作为图像头信息的一部分，进行图像编码。
所述系统进一步包括图像数据存储模块和/或图像数据模块，其中：
图像数据存储模块，用于提供图像身份标识I2D信息的存储功能；
图像数据模块，用于提供图像数据的采集、读取以及存储功能，为视频采集与控制单元，提供图像等光信号转换为模拟电信号，再将模拟信号转为数字信号，通过其输出接口与数字标签模块连接。
根据本发明的第四方面，提供一种视频数据的身份标识系统，包括：
视频身份标识生成模块：该模块将由视频序列中关键帧的图像身份标识信息，形成一个描述视频序列信息的视频身份证，所述视频身份证包括两部分信息：
一部分是视频生成信息，至少包括起始帧的生成时间ts和结束帧时间te、生成地点p、生成设备(MAC)ip、数字签名s；
另一部分是序列中图像身份证(I2D)信息，即本序列中所有关键帧的图像身份证(I2D)信息按出现时间先后顺序进行逐一列示；关键帧是一定时间间隔的图像帧，或者是视频编码标准IPPP编码结构中的帧内编码帧I帧。
视频编码模块：该模块上述所述视频身份证两部分信息进行视频编码，编码后的视频数据即包含了该视频的视频身份证(VID)信息。
对应的，所述视频数据的身份标识系统进一步包括视频数据存储模块和/或视频数据模块，其中：
视频数据存储模块，用于提供视频身份证信息的存储功能；
视频数据模块，用于提供视频数据的采集、读取以及存储功能，为视频采集与控制单元提供图像，将光信号转换为模拟电信号，再将模拟信号转为数字信号，用于数字签名。
本发明上述系统中涉及的各个模块对应于方法中的相应步骤，其实现的技术也可以采用方法中对应步骤的方法实现。
本发明是一种图像、视频数据的身份标识技术，类似于公民身份证用来作为每个公民唯一的身份标识，视频、图像数据也需要一个“身份证”来进行身份标识。本发明针对图像、视频数据提供一种身份标识方法与系统，为每一幅图像、每一段视频提供一个标准的身份标识信息，包含数据的生成时间、采集位置、采集设备以及数字签名等信息。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明将图像、视频生成的时间、地点、生成者、数字签名等信息整合，作为图像、视频数据的唯一身份标识图像身份证，提供具有唯一性、权威性、安全性、普适性、私密性的元数据，有利于进行图像的编码等处理、信道传输与解码重建、时空同步融合分析、溯源以及防篡改等。
附图说明
图1为本发明一实施例中图像或视频数据身份识别方法步骤图；
图2为本发明一实施例中图像或视频数据身份识别系统的原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
针对现实中存在的多是基于图像特征生成数字签名，缺乏图像采集的时间、位置、设备信息，本发明提供的图像/视频数据的身份标识技术，通过为图像、视频数据设计一个唯一身份标识图像身份证，在图像采集的同时为其生成唯一的身份标识，该标识用以提供图像生成的时间、地点、生成者、数字签名等信息。
本发明不同于电子签名，而是通过为图像、视频数据设计一个唯一身份标识来作为视频图像的“身份证”，在图像采集的同时为其生成这个身份标识，提供图像生成的时间、地点、生成者、数字签名等元信息，这些信息为图像的编码等处理、信道传输与解码重建、时空同步融合分析、溯源以及防篡改等，提供具有唯一性、权威性、安全性、普适性、私密性的元信息。
参照图1所示，一种图像数据身份识别方法，可以包括如下步骤：
图像身份标识生成步骤：对每一幅图像，在其采集生成时，通过读取本地的时间位置等信息，形成该图像身份标识(Image Identification，简称I2D)信息，图像身份标识信息包含图像生成时间t、生成地点p、生成设备(MAC)ip、数字签名s等4类信息；
图像编码步骤：将I2D信息按照图像编码格式的语法要求，打包为一个标准的Tag信息，作为图像头信息的一部分，进行图像编码，编码后的图像数据，即包含了该图像的I2D信息，即图像身份证。
在本发明部分实施例中，图像采集生成时，通过读取采集设备本地提供的时间、定位信息，获取I2D中图像生成时间t、生成位置p信息。具体来说，就是对摄像头采集到一副图像时，在编码前或编码同时，编码模块通过读取采集设备本地的时间(含日期)、位置信息，并按照语法格式生成I2D所需的时间t、地点p信息。本地时间、日期、位置等信息的提供，可由采集设备配属的GPS、北斗等模块来提供，也可以由采集设备通过网络等获得的全球统一的授时和位置信息。
在本发明部分实施例中，所述I2D中图像身份证中数字签名s的生成，是基于链式法则，利用上一帧图像的验证码、本帧图像内容进行哈希编码，再对Hash码进行加密得到签名。更好地，可以通过以下操作实现：将上一副图像的HASH值，以及当前的采集图像数据，送入一个HASH算法函数，计算得到这串数据的HASH值；使用本方的私钥加密HASH值，得到加密后的HASH值，作为图像的数字签名。
在本发明部分实施例中，所述将I2D信息按照图像编码格式的语法要求，打包为一个标准的Tag信息，作为图像头信息的一部分，进行图像编码。编码后的图像数据，即包含了该图像的I2D信息。
对应的，一种视频数据的身份标识方法，可以包括如下步骤：
视频身份标识生成步骤：选择视频序列中关键帧，生成所述视频序列中关键帧的图像身份标识信息，由所述关键帧的图像身份标识信息形成一个描述视频序列信息的视频身份证；关键帧的选取，可以是一定时间间隔的图像帧，也可以是类似MPEG、H.26X系列视频编码标准IPPP编码结构中的帧内编码帧I帧。
视频编码步骤：上述两部分信息进行视频编码，编码后的视频数据，即包含了该视频的视频身份证信息。
进一步的，所述视频身份证(Video Identification，简称VID)，包括两部分信息：
一部分是视频生成信息，包括生成时间ts和结束时间te、生成地点p、生成设备(MAC)ip、数字签名s等4类信息；
另一部分是序列中I2D信息，即本序列中所有包含I2D信息的关键帧I2D信息按出现时间先后顺序进行逐一列示，当然，但这里也可以仅列示每个关键帧的帧序列号、I2D中的生成时间和数字签名。
这两部分信息按照视频编码格式的语法要求，打包为一个视频编码码流(用于存储的PS流或用于传输的TS流)中的一个标准Tag信息，作为视频码流头信息的一部分，进行视频编码。编码后的视频数据，即包含了该视频的VID信息。
对于关键帧的图像身份标识信息，参照上述的图像数据的身份标识方法处理获得。
参照图2所示，一种图像数据的身份标识系统，包括：
图像身份标识生成模块：该模块对每一幅图像，在其采集生成时通过读取本地的信息，获取图像身份标识所需要的图像生成时间t、生成地点p、生成设备(MAC)ip、数字签名s等4类信息；
图像编码模块：将所述身份标识生成模块生成的身份标识信息进行图像编码，编码后的图像数据包含了该图像的身份标识信息，通过所述编码后的图像数据实现了图像的身份标识。
在一优选实施例中，具体而言，图像身份标识生成模块从时间位置模块读取获得图像生成时间t、生成地点p信息；从设备MAC模块读取获得设备MAC信息；从数字标签模块读取获得数字标签信息；将获得的图像生成时间t、生成地点p、设备MAC、数字标签，打包成图像身份标识I2D，发送给图像编码模块。
所述图像身份标识生成模块包括：
图像时间位置模块：用于获取图像生成时间信息、生成位置信息，在图像采集生成时通过读取采集设备本地的时间、定位信息获得；可由采集设备配属的GPS、北斗等模块来提供，也可以由采集设备通过网络等获得的全球统一的授时和位置信息；
图像生成设备信息模块：用于获取生成设备信息，在图像采集生成时通过读取采集设备的MAC信息获得；存储、提供当前采集设备的MAC信息；
图像数字标签模块：用于提供数字签名生成功能，所述数字签名是基于链式法则，利用上一帧图像的验证码、本帧图像内容进行哈希编码，再对Hash码进行加密得到。
进一步的，所述系统还可以包括图像数据模块，主要用来存储当前采集到的原始图像数据，为数字标签模块提供图像内容信息。
进一步的，所述系统还可以包括图像数据模块，用于图像数据的采集、读取以及存储功能。
在部分优选实施例中，所述图像数字标签模块，通过读取图像数据模块提供的当前图像数据内容，及本地存储的前一帧图像的HASH值，来生成当前图像的HASH值，并加密生成数字标签；此外，存储当前图像的HASH值，作为下一次加密计算的上一帧图像HASH值。具体实现：将前一帧图像的HASH值，当前图像的内容形成数据串，进行HASH编码得到256位HASH值；再用私钥加密的当前HASH值，加密后的HASH值作为数字签名。
在图2所述的优选实施例中，一种图像数据的身份标识系统，包括：图像编码模块、身份标识生成模块、图像数据模块、时间位置模块、设备MAC模块、数字标签模块。其中：
所述图像数据模块与数字标签模块连接，提供图像内容信息采集、存储以及读取功能；
所述时间位置模块与身份标识生成模块连接，提供时间信息和位置信息采集功能；
所述设备MAC模块与身份标识生成模块连接，提供设备MAC地址信息采集功能；
所述数字标签模块与身份标识生成模块连接，提供数字标签生成功能；
所述身份标识生成模块，从上述时间位置模块，设备MAC模块，数字标签模块，获取生成时间t、生成地点p、生成设备(MAC)ip、数字签名s等4类信息；
所述图像编码模块也可以是主处理器，用于按照语法格式将上述信息打包生成图像身份标识I2D。
进一步的，基于上述技术，一种视频数据的身份标识系统，包括：
视频身份标识生成模块：该模块将由视频序列中关键帧的图像身份标识信息，形成一个描述视频序列信息的视频身份证，所述视频身份证包括两部分信息：
一部分是视频生成信息，至少包括生成时间(起始帧的采集时间)信息和结束时间(结束帧的采集时间)信息、生成地点信息、生成设备信息、数字签名信息；
另一部分是序列中图像身份证信息，即本序列中所有包含图像身份证信息的关键帧，其图像身份证信息按出现时间先后顺序进行逐一列示；
视频编码模块：该模块上述所述视频身份证两部分信息进行视频编码，编码后的视频数据即包含了该视频的视频身份证信息。
该系统关键帧的图像身份标识信息形成参照上述的图像数据的身份标识方法，在此不再赘述。该视频数据的身份标识系统的模块图可以参照图2所示，两者原理和流程基本相同，只是一个针对图像数据，一个针对视频数据。
以上是本发明中的部分优选设计，当然在其他实施例中，上述模块也可以是其他的结构。上述各个优选设计可以单独使用，在互相不冲突的前提下，也可以任意组合使用，组合使用时效果会更好。
具体的，以下为了更好理解本发明的技术方案，对本发明上述方法和系统进行详细的说明，尤其是上述的步骤/模块中涉及的具体优选技术实施。
一、通过读取采集设备本地的时间、定位信息。
使用图像采集设备，每采集到一副图像，所述时间位置模块，图像采集生成时通过读取采集设备本地提供的时间、定位信息，获取I2D中图像生成时间t、生成位置p信息。具体来说，就是对摄像头采集到一副图像时，在编码前或编码同时，图像编码模块通过读取采集设备本地的时间(含日期)、位置信息，并按照语法格式生成I2D所需的时间t、地点p信息。
所述时间信息，是指全球统一的授时信息，包括两部分：UTC时间：hhmmss.ss；月日年——010100～123199。本地时间、日期、位置等信息的提供，可由采集设备配属的GPS、北斗等模块来提供，也可以由采集设备通过网络等获得的全球统一的授时和位置信息。
所述位置信息，是指全球统一的定位信息，包括两部分：一是半球信息：南北半球(N北纬、S南纬)、东西半球(E东经、W西经)；二是经纬度信息：纬度格式：ddmm.mmmm——0000.00000～8959.9999，经度格式：ddmm.mmmm——00000.0000～17959.9999hhmmss.ss。本地位置等信息的提供，可由采集设备配属的GPS、北斗等模块来提供，也可以由采集设备通过网络等获得的全球统一的授时和位置信息。
二、通过读取采集设备的MAC信息。
使用图像采集设备，每采集到一副图像，在编码前或编码同时，图像编码模块通过读取采集设备本地的MAC地址，并按照语法格式生成I2D所需的MAC地址信息。
三、I2D中图像身份证中数字签名s的生成。
所述I2D中图像身份证中数字签名s的生成，是基于链式法则，将上一副图像的HASH值，以及当前的采集图像数据，送入一个HASH算法函数，计算得到这串数据的HASH值；使用本方的私钥加密HASH值，得到加密后的HASH值，作为图像的数字签名。
采用链式法则生成数字签名主要有以下作用：
(1)将任意长度数据，包括：上一副图像的HASH值，以及当前的采集图像数据计算得到一个固定长度的Hash值，生成的HASH值不可逆，即无法仅仅通过HASH值，推算出原有图像。
(2)任何对图像的篡改，均会导致一个完全不同的Hash值，又由于数字签名是加密后的Hash值，针对图像的篡改必须同时破解密钥，可行性降低。
(3)此外，由于该Hash值会被作为文件头输入下一副图片的Hash值计算，以该HASH值和下一副图片为一个区块，每一副图像通过其HASH值与下一副图像相链接，类似于区块链技术，单张图片的篡改就会导致之后所有的Hash值均不一致，增加的篡改难度。
四、将I2D信息按照图像编码格式的语法要求，打包为一个标准的Tag信息，作为图像头信息的一部分，进行图像编码。生成的I2D信息传输到图像编码模块，成为图像数据的唯一身份标识图像身份证。
编码后的图像数据，即包含了该图像的I2D信息，作为一优选实施方式，编码可以按如下语法格式(包括但不限于该语法格式)，将I2D信息打包为一个Tag：
对于视频序列，由I2D生成VID，发送给视频编码模块。
对于视频序列，则由生成的关键帧的图像身份标识I2D，提取视频生成时间ts和结束时间te、生成地点p、生成设备(MAC)ip等，打包生成视频身份标识VID。编码后的视频图像数据，即包含了该视频图像的VID、I2D信息。
由上述实施例描述可以看出，本发明：
(1)生成的身份标识，包含图像生成时间、地点、生成者的额外信息，为图像编码、信道传输、解码重建、时空同步融合分析、溯源提供了可靠信息。
(2)生成的身份标识包含数字签名，具有防篡改功能，为图像真实性提供保障。
(3)对视频生成视频身份证，为视频的编码、信道传输、解码重建、溯源提供了可靠信息。
综上，本发明通过为图像、视频数据设计一个唯一身份标识图像身份证，在图像采集的同时为其生成唯一的身份标识，该标识用以提供图像生成的时间、地点、生成者、数字签名等信息，这些信息为图像的编码等处理、信道传输与解码重建、时空同步融合分析、溯源以及防篡改等，提供具有唯一性、权威性、安全性、普适性、私密性的元信息。
需要说明的是，本发明提供的所述图像、视频数据的身份标识方法中的步骤，可以利用所述图像、视频数据的身份标识系统中对应的模块、装置、单元等予以实现，本领域技术人员可以参照所述系统的技术方案实现所述方法的步骤流程，即，所述系统中的实施例可理解为实现所述方法的优选例，在此不予赘述。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。