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结合GPS功能的安全数码相机的研究及仿真系统实现

作　者: 张之刚
导　师: 桑军
学　校: 重庆大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 安全数码相机 JPEG图像 GPS 数字签名
分类号: TB852.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 108次
引　用: 1次
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内容摘要

随着数码相机的普及,数码图像在人们的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。GPS设备的普遍应用更是给人们带来很多的便利。二者结合产生了具有GPS信息采集功能的数码相机。它可以在数码照片中嵌入GPS信息,方便用户事后了解照片拍摄的时间和地点。另一方面,图像处理技术的提高给人们生产和生活带来方便的同时也带来了许多安全问题。如何确保图像信息的安全可靠成为人们所关注的重点。在数码相机领域,出现了具有安全功能的数码相机。它可以通过技术手段验证图像的真实性和完整性。在上述两类数码相机的基础上,本文依托广东省教育部产学研结合项目“集成GPS定位、授时及安全功能的数码相机”,研究了具有GPS信息采集功能的安全数码相机。它可以在拍摄照片的同时,在数码照片中嵌入GPS信息,并对图像进行安全处理。在需要时,可以利用基于PC机的验证系统对于图像的真实性和完整性进行验证。主要工作包括:①对国内外数码相机的发展情况进行了详细的分析调研,阐述了国内外具有GPS功能的数码相机和具有安全功能的数码相机的发展历程,并分析了其特点和发展趋势;②提出了具有GPS信息采集功能的安全数码相机的设计思想和技术路线。它在拍摄照片时,同步获取GPS信息,并将其嵌入到数码相机JPEG图像文件中。然后计算整个图像文件的数字签名,并将该数字签名嵌入到图像文件中;③提出了两种将数字签名嵌入到图像文件的方法。它们分别将数字签名嵌入到JPEG图像文件的文件头和图像数据部分;④所设计的数码相机具有自定义词典功能。即,用户可在数码照片中嵌入与用户相关的信息;⑤设计了基于PC机的图像验证系统,用来验证数码图片的真实性和完整性;⑥最后,通过仿真系统对于所设计的数码相机进行了功能性验证。该仿真系统通过在PC机上外接摄像头和GPS模块,模拟相机拍摄过程。通过软件实现图像数据和GPS数据的同步获取,并利用软件模拟数码照片的安全性处理和验证过程。实验结果证明该系统可以发现对数码照片做的任意改动。本文研究成功实现了在数码相机JPEG图像中嵌入GPS信息,同时对于图像文件整体进行安全保护,使其可应用于商业及公共事业领域,实现远距离验货、交通事故的报告与勘查、提供法庭证据等。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-14
  1.3 本文主要工作  14-16
2 本文研究相关背景技术  16-28
  2.1 串口通信  16-17
    2.1.1 串口通信概念  16-17
    2.1.2 串口通信的实现方式  17
  2.2 GPS 通信协议及 GPS 数据获取  17-21
    2.2.1 GPS 通信协议  17-19
    2.2.2 GPS 数据获取  19-21
  2.3 JPEG 图像文件格式  21-24
  2.4 数字签名  24-26
  2.5 本章小结  26-28
3 具有GPS 信息采集功能的安全数码相机的技术路线  28-33
  3.1 获取系统技术路线  28-30
  3.2 验证系统技术路线  30-33
4 仿真系统的设计与实现  33-50
  4.1 获取系统设计与实现  33-44
    4.1.1 获取系统分析与设计  33-39
    4.1.2 获取系统实现  39-44
  4.2 验证系统设计与实现  44-49
    4.2.1 验证系统分析与设计  44-46
    4.2.2 验证系统实现  46-49
  4.3 本章小结  49-50
5 仿真系统的功能展示  50-58
  5.1 获取系统实现的功能  50-53
  5.2 验证系统实现的功能  53-58
6 总结与展望  58-60
  6.1 全文总结  58
  6.2 进一步工作展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-63
附录  63

结合GPS功能的安全数码相机的研究及仿真系统实现

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