智能扫描的数据安全传输方法、装置以及智能扫描笔

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及智能扫描的数据安全传输方法、装置以及智能扫描笔。

背景技术

扫描笔是一种手持式的电子设备，用户可以通过按下笔尖触发按键，实时采集扫描图像，并通过内置的光学字符识别(OpticalCharacterRecognition，OCR)模块，能够实现文字的识别、存储和编辑等操作，被广泛应用于学生学习、旅游翻译等场景。

如中国专利申请号：202011210076.9扫描方法、装置、扫描笔和存储介质，包括：基于拼接间隔帧数，从采集的图像帧中抽取拼接图像帧，并更新拼接图像帧数；若所述拼接图像帧数达到识别帧数阈值，则对所有拼接图像帧拼接所得的图像进行识别；其中，所述拼接间隔帧数和所述识别帧数阈值是基于扫描笔的当前扫描速度确定得到的。

现有技术通过调节图像拼接的间隔来选择传输时的图像，以应对不同的扫描速度。

但是，现有技术对于传输效率的提升仅仅是通过对图像拼接实现的，没有考虑到图像拼接后是否为可用图像，同时对于图像传输时，应调整其安全传输方式，以提高数据处理的安全性。

发明内容

本申请实施例通过提供一种智能扫描的数据安全传输方法、装置以及智能扫描笔，提高了图像传输的安全性。

本申请实施例提供了一种智能扫描的数据安全传输方法，包括：S01，基于拼接时序间隔，从采集的图像中，获取拼接图像帧，并生成拼接图像；

S02，将拼接图像分为多个拼接单元，对拼接单元进行识别，生成第一加密序列；

S03，基于第一加密序列，获取拼接图像的边缘信息，生成第二加密序列；

S04，基于第二加密序列，根据拼接图像的扫描状况，生成第三加密序列；

S05，基于第三加密序列，输出加密后的拼接图像。

上述步骤S02通过以下方式实现：

S11，获取待识别的拼接图像，将拼接图像分为多个拼接单元；在获取到拼接图像后，将拼接图像按照图像拼接时的痕迹确定拼接单元；

S12，比较连续帧内的拼接单元，确定拼接单元的像素点误差；

S13，根据拼接单元的像素点误差，获取拼接单元对应的第一加密序列。

上述步骤S03的实现方式如下所示：

S21，对于每个拼接单元，检查它与相邻拼接单元之间的重叠区域，记录下每个拼接单元与其相邻单元的重叠区域获取相邻拼接单元之间的重叠区域；

S22，提取重叠区域内显著的特征点，确保选择的特征点能够在不同帧之间保持稳定性；

S23，对于每个拼接单元，将其在重叠区域内提取的特征点与相邻单元的特征点进行匹配，得到拼接单元的匹配结果；

S24，根据拼接单元的匹配结果，确定每个拼接单元的第二加密序列。

上述步骤S04的实现方式包括：

S31，获取拼接单元对应的拼接间隔帧数、识别帧数；

S32，基于第二加密序列，根据拼接单元对应的拼接间隔帧数、识别帧数，获取第三加密序列。

上述步骤S32中对第三加密序列的获取方式如下所示：

S321，记录每次拼接图像的拼接间隔帧数和识别帧数；

S322，根据实际拼接间隔帧数、实际识别帧数与预设拼接间隔帧数、预设识别帧数比值之和，确定补位数量；

S323，根据拼接图像的扫描状态，生成补位序列；

S324，根据补位数量，将补位序列依次插入到第二加密序列，将补位后的第二加密序列作为输出的第三加密序列。

智能扫描的数据安全传输装置，包括：拼接状态确定单元，用于记录拼接图像生成时的拼接间隔帧数和识别帧数，并记录每个拼接图像由几个拼接单元组成；

第一加密单元，用于根据拼接单元的拼接状况，生成第一加密序列；

第二加密单元，用于根据拼接单元的重叠区域，生成第二加密序列；

第三加密单元，用于根据拼接图像生成时的拼接间隔帧数和识别帧数，生成第三加密序列。

一种智能扫描笔，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一项所述智能扫描的数据安全传输方法。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过对获取的拼接图像根据拼接图像的拼接状况生成第一加密序列，根据拼接图像中存在的重叠区域生成第二加密序列，最终根据拼接图像中的拼接间隔帧数和识别帧数生成第三加密序列，使得传输时的扫描图像更容易识别的同时，提高了传输的安全性。

附图说明

图1为智能扫描的数据安全传输方法的流程示意图；

图2为智能扫描的数据安全传输方法的实施例二的流程示意图；

图3为智能扫描的数据安全传输方法的实施例三的流程示意图；

图4为智能扫描的数据安全传输方法的实施例四的流程示意图；

图5为智能扫描的数据安全传输方法的获取第三加密序列的流程示意图；

图6为智能扫描的数据安全传输装置的结构示意图。

实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述；附图中给出了本发明的较佳实施方式，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式；相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

如图1所示，智能扫描的数据安全传输方法，包括：

S01，基于拼接时序间隔，从采集的图像中，获取拼接图像帧，并生成拼接图像。

S02，将拼接图像分为多个拼接单元，对拼接单元进行识别，生成第一加密序列。

S03，基于第一加密序列，获取拼接图像的边缘信息，生成第二加密序列。

S04，基于第二加密序列，根据拼接图像的扫描状况，生成第三加密序列。

S05，基于第三加密序列，输出加密后的拼接图像。

具体来说，当获取到拼接图像时，将拼接图像首先分为多个拼接单元，从不同拼接单元之间的关系来进行第一次加密，同时根据拼接图像中每个拼接单元存在的重叠区域中的边缘信息，来实现第二次加密；最后将在图像拼接时的状态扫描时产生的参数，来实现第三次加密。

实施例二

为了确定得到的拼接图像的合理性，在获取到拼接图像后，如图2所示，将拼接图像分为多个拼接单元，比较连续帧内的拼接单元，确定当前选择的拼接图像的像素点是否精准对齐，没有明显的错位问题；并对拼接单元进行编码，以实现图像传输时的加密。

S11，获取待识别的拼接图像，将拼接图像分为多个拼接单元；在获取到拼接图像后，将拼接图像按照图像拼接时的痕迹确定拼接单元。

具体的，首先对获取的拼接图像进行预处理，包括去噪、增强等操作，以提高后续特征提取和拼接痕迹检测的准确性。

提取图像中的特征点，比如使用SURF（Speeded-UpRobustFeatures）等算法检测关键点和描述子，这些特征点将用于后续的匹配和拼接单元的划分。

对于特征点的提取方式可以为：

尺度空间极值检测：首先，SURF算法构建图像的尺度空间金字塔，在不同尺度上对图像进行滤波。每个滤波后的图像会进行关键点检测，通过比较每个像素点与其相邻像素点的大小来找到局部极值点，这些极值点被认为是潜在的关键点。

关键点定位：对于每个潜在的关键点，SURF算法在尺度空间中进行插值，以更精确地定位关键点的位置和尺度。同时，应用一系列条件，如关键点的稳定性、对比度等，来筛选和保留真正的关键点。

关键点主方向分配：为了增加对图像旋转的鲁棒性，SURF算法为每个关键点分配一个主方向。在关键点周围的一个圆形区域内计算Haar小波响应，并利用响应的值和方向来确定关键点的主方向。

生成描述子：在关键点周围取一个正方形区域，并将其分为4x4个子区域。在每个子区域内计算25个像素点的Haar小波响应，并根据响应的值和方向生成一个4维的描述子向量。因此，每个关键点最终会得到一个64维的描述子向量。

通过分析特征点的分布和匹配结果，检测图像中的拼接痕迹。拼接痕迹通常表现为特征点的不连续分布或异常的像素值变化。

一旦检测到拼接痕迹，可以根据痕迹的位置和形状将图像划分为多个拼接单元。例如，在痕迹处将图像分割开，得到不同的拼接单元。

S12，比较连续帧内的拼接单元，确定拼接单元的像素点误差。

对于连续帧内的拼接单元，获取拼接单元的像素点平均值，根据像素点平均值，确定相邻拼接单元之间的像素点误差，像素点误差用于显示不同拼接单元之间的误差。

S13，根据拼接单元的像素点误差，获取拼接单元对应的第一加密序列。

具体来说，第一加密序列是根据像素点误差的大小，将拼接单元按照像素点之间的差值进行排序，并获取到排序的位置时，通过每个拼接单元对应的位置关系对拼接图像进行第一次加密。

首先，根据之前计算的拼接单元的像素点误差，我们可以得到每个拼接单元的误差值。这个误差值表示了拼接单元与其在连续帧中的对应部分之间的像素差异。

将这些拼接单元按照它们的像素点误差值从小到大进行排序。这样，误差最小的拼接单元会被放在序列的最前面，而误差最大的则会被放在最后。

排序完成后，每个拼接单元在序列中的位置就代表了它的误差等级。例如，如果一个拼接单元在排序后的序列中位于第5位，那么它的位置编码就是5。

获取到每个拼接单元的排序位置后，我们可以根据这些位置关系对原始的拼接图像进行加密。具体的方法可以是，将每个拼接单元的位置编码作为一个密钥，与原始图像中的对应部分进行某种异或、替换或其他加密操作。

在本实施例中，通过将拼接图像划分为不同的拼接单元，将拼接单元排序后获取第一次加密的第一加密序列，我们可以确保误差较小的拼接单元在加密过程中得到更多的保护，从而提高整个图像的安全性和视觉效果。

实施例三

为了提高图像扫描后传输的安全性，如图3所示，在获取到拼接图像中每个拼接单元的具体位置和拼接情况后，对拼接单元之间的边缘进行识别，如拼接单元边缘的强度、方向等信息，以生成额外的加密密钥，用以增强数据数据安全性。

具体的，拼接单元的边缘信息可以通过识别拼接单元之间的重叠区域来获取，根据拼接单元之间拼接时出现的重叠区域，将重叠区域按照一定形式进行识别处理，从而得到拼接单元的边缘信息；对于提取到的边缘信息，根据边缘信息的特征描述子确定加密时使用的第二加密序列。

S21，对于每个拼接单元，检查它与相邻拼接单元之间的重叠区域，记录下每个拼接单元与其相邻单元的重叠区域获取相邻拼接单元之间的重叠区域。

S22，提取重叠区域内显著的特征点，确保选择的特征点能够在不同帧之间保持稳定性。

S23，对于每个拼接单元，将其在重叠区域内提取的特征点与相邻单元的特征点进行匹配，得到拼接单元的匹配结果。拼接单元的匹配结果用于确定拼接单元的边缘信息，从而根据边缘信息生成第二加密序列。

所述拼接单元的匹配结果包括重叠区域的特征点匹配和边缘信息提取。

特征点匹配，通过以下方式实现：

统计匹配点的数量，即成功匹配的特征点对，分析匹配点在重叠区域内的分布情况，计算匹配点之间的距离，通过计算匹配点之间的欧式距离确定匹配点之间的相似度。

优选的，通过计算匹配点的质心、分布密度来确定匹配点的数量，选择重叠区域中相对位于中心的点作为匹配点的质心，通过质心周围的匹配点分布密度确定匹配点的数量。

具体来说，匹配点数量越多，表示拼接单元之间的匹配程度越高，当匹配点数量超过该阈值时，认为拼接单元之间存在有效的匹配，良好的匹配点分布应该相对均匀，并集中在重叠区域的关键位置上，这些关键位置上的匹配点的相似度能够表示重叠区域整体的状况，从而得到相对完整的数据处理状况。

边缘信息提取的方式，包括：

根据匹配点的位置信息，计算拼接单元之间的几何关系，计算匹配点之间的距离、角度等参数，通过比较不同匹配点之间的几何关系，判断拼接单元的相对位置和姿态。

根据拼接单元的相对位置和姿态，确定拼接单元的匹配效果，提取得到拼接单元的边缘信息，包括确定边缘的位置、方向等，通过分析匹配点在变换后的位置差异和分布情况来提取边缘信息。

S24，根据拼接单元的匹配结果，确定每个拼接单元的第二加密序列。

在获取到拼接单元的匹配结果后，根据每个拼接单元的边缘信息，对边缘信息提取对应的特征描述子，根据特征描述子来确定第二加密序列；将特征描述子中的元素作为第二加密序列。

优选的，获取每个拼接单元的第二加密序列包括：

以每个拼接单元的第一加密序列作为基础序列，获取每个拼接单元对应的边缘信息，提取边缘信息对应的特征描述子，将边缘信息对应的特征描述子作为插入序列；比较相邻的插入序列的大小，将插入序列中各个二进制数依次插入到基础序列，插入序列的插入位置，根据最大的特征描述子与当前拼接单元特征描述子的差值来确定。

优选的，在插入序列中各个二进制数插入到基础序列时，将插入序列中与当前边缘信息对应的特征点进行匹配，将特征点的值作为插入到基础序列的值。

优选的，插入序列的插入位置确定方式为计算特征描述子之间的差值，从计算得到的差值中，选择最大的差值；根据最大的差值的位置，确定插入序列的插入位置的偏移量，按照偏移量将插入序列需要插入的值依次插入到基础序列，插入完成后的基础序列即为第二加密序列。

实施例四

为了使得扫描图像传输时的安全性更高，使得扫描传输与扫描时的状态产生交互，提高扫描时图像整体的拼接效果，如图4所示，在确定好拼接图像重叠区域和拼接时的具体状况时，此时将识别完成的拼接图像按照设定的加密方式进行传输，对拼接图像传输时使用的加密参数根据扫描图像时的具体参数，例如按照扫描图像时采用的拼接间隔帧数、识别帧数以及扫描速度来确定当前采用的加密方式。

S31，获取拼接单元对应的拼接间隔帧数、识别帧数。

所述拼接间隔帧数用于显示每个拼接单元拼接时插入的帧数，识别帧数用于表示每个拼接单元进行识别时使用的帧数。

S32，基于第二加密序列，根据拼接单元对应的拼接间隔帧数、识别帧数，获取第三加密序列。

具体的，如图5所示，第三加密序列的获取方式为：

S321，记录每次拼接图像的拼接间隔帧数和识别帧数；

S322，根据实际拼接间隔帧数、实际识别帧数与预设拼接间隔帧数、预设识别帧数比值之和，确定补位数量；

S323，根据拼接图像的扫描状态，生成补位序列；

S324，根据补位数量，将补位序列依次插入到第二加密序列，将补位后的第二加密序列作为输出的第三加密序列。

在获取到第三加密序列后，获取拼接图像扫描时的间隔帧数和识别帧数，根据间隔帧数和识别帧数确定第三加密序列的补位，从而确定最终输出时使用的第三加密序列；

通过确定拼接图像获取时的扫描状态，根据扫描状态对第二加密序列进行补位。

将第二加密序列的补位设置为扫描出现的触发提示，例如，1是正常扫描，0是重新扫描形式，如果一个拼接图像直接扫描成功，补位值是1，如果扫描两次成功，补位值是01，依此类推出第三加密序列。

如图6所示，本发明提供一种智能扫描的数据安全传输装置，包括：

拼接状态确定单元，用于记录拼接图像生成时的拼接间隔帧数和识别帧数，并记录每个拼接图像由几个拼接单元组成。

第一加密单元，用于根据拼接单元的拼接状况，生成第一加密序列；

第二加密单元，用于根据拼接单元的重叠区域，生成第二加密序列；

第三加密单元，用于根据拼接图像生成时的拼接间隔帧数和识别帧数，生成第三加密序列。

其中，记录拼接图像生成时的拼接间隔帧数和识别帧数是为了在确定拼接单元与整体拼接图像之间的关联性进行选择的，使得传输时的图像更能贴近实际的图像间隔，以实现安全性高的传输方式。

本发明提供一种智能扫描笔，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如实施例一到四中任一项所述智能扫描的数据安全传输方法。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。