数字指纹加密压缩感知及其在智能控制领域的产业化
完成单位:广东技术师范学院

支撑项目(平台):1 国家自然科学基金面上项目,基于压缩感知理论的稳健性视频水印技术研究(No.61272381)。 2 国家自然科学基金面上项目,面向安全性的分布式压缩感知视频处理关键技术研究(No.61672008)。 3广东省普通高校国际暨港澳台合作创新平台-《深度学习与压缩感知数据处理平台》(No.2015KGJHZ021)。

参与单位:广东省教育厅

所属学科:控制科学与工程

主要贡献者:赵慧民,李军,傅仁轩,梁鹏,蒋业文,张彦,林智勇,张兵

成就简介:智能控制工程存在共谋攻击、数据量大以及隐私保护等问题。为此,项目以生物信息为特征处理对象,以压缩感知为工具,以DSP数字指纹作为身份认证的安全性检测目标,为智能控制工程领域提供了新的技术支持与行业应用方向。

智能控制工程主要通过网络化身份认证进行安全性管理和数字信息交互。但是,其存在同步失真时,身份认证特征难以提取;交互信息容易受到共谋攻击;数据量大、网络异构性强以及隐私难以保护等问题。为此,项目以“指纹+人脸”生物信息为特征处理对象,以压缩感知(Compressed Sensing,CS)为技术工具,以DSP数字指纹作为识别与身份认证的安全性检测目标,为智能控制工程领域提供了新的安全性应用与行业发展方向。项目开展以来,2013年-2017年分别获得了国家自然科学基金“基于压缩感知理论的稳健性视频水印技术研究”(No.61272381)、面向安全性的分布式压缩感知视频处理关键技术研究(No.61672008)等5项资助,实现了以数字指纹作为视频水印的版权保护技术;获得了广东省科技计划专项资金项目“移动互联网智能终端视频通信关键技术研究与实现”(No.2013B010401032)资助,实现了人脸识别嵌入式门禁控制系统;承担了广东省普通高校国际暨港澳台合作创新平台及国际合作重大项目(自然科学)《深度学习与压缩感知数据处理平台》(No.2015KGJHZ021),实现了“基于数字指纹的视频加密多播传输方法“。同时,项目研究成果与多家企业进行合作生产,其中,与广州杰赛科技有限公司合作,研发了“DSP嵌入式云终端升级派生及其管理系统”项目(合同号:2014500001001966 ),实现了“生物信息识别的多目标跟踪及其智能控制方法”技术成果,取得智能终端发明专利4项,物联网多系统接入软件著作权5项。与佛山指点数码科技有限公司合作,围绕“基于指纹身份认证的电子商务关键应用技术”(No.2014J4100078)合作开发,实现了指纹DSP压缩感知的智能终端产品,取得了“智能锁万能互换离合控制器“发明专利,合作研发的产品-TNL 指纹密码防盗锁2010 年通过了《公安部安全与警用电子产品质量检测中心》及《国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心》联合测试检(公京检第0911571 号)。在上述研发的基础上,2014年6月,广东技术师范学院、佛山科学技术学院与佛山市星光楼宇设备有限公司合作,开发了“指纹数码可视对讲系统”产品(佛山市质量计量监督检测中心检测, No.Q14-WT0998),其技术成果-《指纹智能小区管理系统》于2014年7月通过广东省科技厅组织的专家鉴定 (粤科鉴字[2014]84号,国内领先)。2016年,广东技术师范学院、佛山科学技术学院与广州杰赛科技有限公司合作,共同承担了广东省应用型专项项目“基于安全身份认证的电子商务云平台关键技术及其产业化”(No.2016B010127006)。                                                    通过产学研项目合作,项目在智能控制工程领域的安全性应用技术方面取得了一系列科学技术创新与应用成果,关键核心技术突破包括:    1基于压缩感知(CS)&分布式压缩感知(DCS)技术,通过分块Hadamard矩阵研究了数字指纹与水印的视频信息隐藏及其在云计算环境下的安全性应用。获得授权发明专利-《实现数字指纹加密的视频多播传输的方法》(专利号:ZL 2013 1 0074499.6).   2基于压缩感知(CS)的分块多项式确定性测量矩阵,实现了指纹与人脸图像特征快速提取方法与自适应匹配追踪算法的高概率恢复技术,并在门禁识别应用中进行了DSP开发验证,获得授权发明专利-《一种嵌入式人脸识别门禁系统》(专利号:ZL 2012 1 0564327.2),《智能锁万能互换离合控制器》(专利号:ZL201410025158.4)   3 基于压缩感知(CS)对生物信息的最新处理技术,在DSP+ARM(TMS320VC5509)平台实现“指纹+人脸”的生物信息数码可视对讲系统,获得授权发明专利-《一种应用于楼宇对讲的生物信息识别方法及其系统》(专利号:ZL201410008635.6) 。   4针对智能终端管理对超大容量“指纹+人脸”数据的存储和比对要求,项目组设计了一套分布式数据存储、比对以及现场参数自动配置方法和系统,解决了大容量生物特征数据的脱网存储和比对难题,实现了用户可无限扩展的身份认证智能小区管理系统。技术成果分别获得授权发明专利2项-《智能终端参数组态配置方法和系统》(专利号:ZL201210570714.7),;实用新型专利-《设备控制系统》(ZL201220725926.3)。     同时,取得软件著作权《楼宇对讲管理控制软件》、《多媒体信息发布控制器软件V1.0》、《智能家居网关软件V1.0》等20多项。5 随着物联网和云计算的快速发展,项目利用智能终端的DCS+DSP技术,研发了把“指纹+人脸”信息作为云水印的异构网络加密产品,实现了通过云水印对云计算平台的数据进行认证以及安全性管理的最新科学技术,获得实用新型专利1件-《便携式物联网终端监视器》(专利号:ZL201320190523.8).6 在云服务管理应用方面,项目通过“指纹+人脸”特征数据的DCS身份认证技术,提出了云平台存储数据的完整性与真实性认证方法,实现了视频监控环境下云平台基于身份的数据访问控制新技术,并由此建立了安全性云平台DCS-Cloud数据库,真正解决了云计算、云存储及其云服务的智能安防安全性管理问题。获得授权发明专利1项-《无线视频监控系统频率控制方法与装置》(专利号:ZL201210014418.9)。     项目技术成就在权威或主流核心期刊,如国际期刊《Pattern Recognition》、《Remote Sensing》、《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》、《NeuroComputing》、国内《电子学报》、《计算机学报》等,发表有关的研究论文120余篇,其中63篇被SCI/EI检索;取得授权发明专利11项、实用新型专利15项;累计培养研究生35名、本科生382名。项目开发出了真正具备身份认证功能的“指纹+人脸”智能控制管理系统,分别于2014年3月-7月通过了广东省科技厅组织的专家鉴定,在“生物身份认证压缩感知实现技术”、“生物智能小区管理”技术领域处于国际先进(粤科鉴字[2014]11号)和国内领先水平(粤科鉴字 [2014]84号)。其中,DSP+ARM指纹+人脸嵌入式智能终端产品在佛山星光楼宇设备公司、佛山指点数码公司和广州飞瑞敖科技公司等进行了多种形式的产业化;身份认证的云平台智能管理技术在广州杰赛科技公司等企业进行了生产应用,近5年来累积新增销售额约9.3亿元,新增利润17625.50万元,新增税收8517.23万元。项目的技术成果为未来的智慧城市物联网建设提供了更安全的应用空间,2014年至今技术成果获得省级以上奖励如下:[1] 成果获奖1:赵慧民,梁鹏,林智勇,陈荣军,李军等,《实现数字指纹加密的视频多播传输的方法》,2017年,国家发明专利优秀奖,国家知识产权局.              [2] 成果获奖2:赵慧民,赖剑煌,蒋业文,杨振野,蔡君,魏文国,徐小平等,《网络化压缩感知指纹安全认证关键技术及其应用》,No.B07-0-3-02-R01, 2015,广东省科学技术三等奖.[3] 成果获奖3:赵慧民,傅仁轩,李军,蒋业文,梁鹏,詹瑾等,《身份认证压缩感知技术及其在智能安防工程领域的产业化》,No.B07-3-08-R01, 2018,广东省科技进步三等奖.

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