本发明实施例涉及铭牌加密技术领域，具体涉及一种基于铭牌图像特征的秘钥生成系统及方法。
背景技术：
产品投放市场后，固定在产品上向用户提供厂家商标识别、品牌区分，产品参数铭记等信息的铭牌，铭牌又称标牌，铭牌主要用来记载生产厂家及额定工作情况下的一些技术数据，以供正确使用而不致损坏设备。制作铭牌的材料有金属类和非金属类之分别：金属类有锌合金、铜、铁、铝、不锈钢等，但是主要用铝生产比较多，因为加工出来的铭牌效果相对要高档，经久耐用，不生锈。非金属类有塑料、亚克力有机板、pvc、pc、纸等。
一般采用激光或雕刻技术将设备参数信息写在铭牌表面，比如使用ocr技术可以对铭牌信息进行识别，但是由于铭牌制作工艺简单，不法分子容易造假，因此存在设备仿冒的危险。
技术实现要素：
为此，本发明实施例提供一种基于铭牌图像特征的秘钥生成系统及方法，采用将铭牌上的简单文字变为不可视信息，通过对铭牌的加密确保对铭牌信息的保护，克服了普通铭牌容易被破解、复制、窃取、仿冒的弊端，以解决现有技术中铭牌制作工艺简单，不法分子容易造假，因此存在设备仿冒的危险的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：一种基于铭牌图像特征的秘钥生成系统，包括：
图像采集模块，用于获取未加密前的初始铭牌图像；
加密请求模块，用于将初始铭牌图像和加密请求指令同时发送到处理系统，处理系统根据加密步骤指令对铭牌加密；
点阵划分模块，用于将所述初始铭牌图像按照像素点位划分为n*m的矩阵；
加密模板图像，与铭牌图像的大小相同，作为所述初始铭牌图像的加密卷积对象；
卷积加密模块，顺次对初始铭牌图像的像素点加密计算来实现对初始铭牌图像的加密处理。
作为本发明的一种优选方案，所述卷积加密模块对所述初始铭牌图像的每个像素点的加密计算包括一次卷积加密模块和二级卷积加密模块；
所述一次卷积加密模块，用于顺次将所述初始铭牌图像的每个像素点的像素值与该像素点周围的像素点的像素值卷积计算，得到一次加密铭牌，实现对铭牌图像的一次加密；
所述二级卷积加密模块，用于将一次加密铭牌的每个像素点与所述加密模板图像的对应位置的像素点卷积计算，将计算结果作为铭牌图像像素点的像素值，得到二次加密铭牌，实现对铭牌图像的二次加密。
作为本发明的一种优选方案，所述点阵划分模块将所述初始铭牌图像按照像素点位划分为n*m的矩阵，并且所述点阵划分模块根据从左到右以及从上到下的顺序选择铭牌图像中的(n－2a)*(m－2a)个点阵作为加密对象，将加密对象的每个像素点进行自卷积一次加密，以及将加密对象的每个像素点与所述加密模板图像的对应点位的像素点卷积计算进行二次加密，其中a是指铭牌图像的加密对象与铭牌图像的单侧边缘之间的像素点数，且a<n/2且a<m/2。
作为本发明的一种优选方案，所述点阵划分模块同样将所述加密模板图像加密模板按照像素点位划分为n*m的矩阵，所述一次加密铭牌与所述加密模板图像的所有像素点位一一对应以方便实现反卷积解密工作。
另外，本发明还提供了一种基于铭牌图像特征的秘钥生成方法，包括如下步骤：
步骤100、接收初始铭牌图像，并根据初始铭牌图像的大小截取模板图像，保持初始铭牌图像与模板图像的大小相同；
步骤200、划定初始铭牌图像的加密面积，将加密面积内的每个像素点的像素值自卷积加密；
步骤300、将加密面积内自卷积加密后的每个像素点与模板图像上的像素点的像素值二次卷积加密；
步骤400、生成的二次卷积加密后的加密图像作为加密铭牌图像，打印并粘贴在产品上使用。
作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，对加密面积内的每个像素点的像素值自卷积加密的具体实现步骤为：
步骤201、划定初始铭牌图像的加密面积，将所述加密面积分成(n－2a)*(m－2a)个点阵；
步骤202、根据从左到右从上到下的顺序选择(n－2a)*(m－2a)点阵内的任一像素点作为加密对象；
步骤203、在该加密对象的周围选择若干像素点作为卷积点，将该加密对象的像素值分别与若干卷积点的像素值卷积处理，将所有卷积结果的加权平均值作为该加密对象的自卷积加密像素值。
作为本发明的一种优选方案，在步骤203中，选择卷积点的方式包括以下几种方式：
以加密对象为中心，选择包围该加密像素点的多个像素点作为卷积点；
以加密对象为中心，选择与该加密像素点同一竖线或同一水平线的多个像素点作为卷积点；
以加密对象为中心，选择与该加密像素点对角线分布的多个像素点作为卷积点。
作为本发明的一种优选方案，在步骤300中，将加密面积内自卷积加密后的每个自卷积加密像素点与模板图像上的像素点的像素值二次卷积加密的具体实现步骤为：
步骤301、在自卷积加密后的加密面积内按照从左到右从上到下的顺序选择任一自卷积加密像素点作为二次加密像素点，标记二次加密像素点的阵列坐标；
步骤302、根据阵列坐标数据，在所述模板图像上选择与该二次加密像素点的位置匹配的匹配像素点，并在所述匹配像素点的周围选择若干模板像素点；
步骤303、将所述匹配像素点和若干模板像素点同时作为卷积点，将该二次加密像素点的像素值分别与若干模板像素点的像素值卷积处理，将所有卷积结果的加权平均值作为该自卷积加密像素点的二次加密像素值。
作为本发明的一种优选方案，在步骤303中，所述匹配像素点和所述模板像素点形成平面分布的像素点。
作为本发明的一种优选方案，在步骤400中，所述初始铭牌图像的加密面积内的每个像素点的像素值通过先与同一个铭牌图像的多个像素点进行自卷积得到自卷积加密像素值，然后再将所述自卷积加密像素值与所述加密模板图像的多个像素点进行二次卷积得到二次加密像素值。
本发明的实施方式具有如下优点：
本发明通过在简单的铭牌图像上利用加密系统，更改铭牌图像的每个像素点的像素值，从而将铭牌上的简单文字变为不可视信息，通过对铭牌的加密确保对铭牌信息的保护，克服了普通铭牌容易被破解、复制、窃取、仿冒的弊端，保证了信息的真实可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施方式中铭牌密钥生成系统的结构框图；
图2为本发明实施方式中铭牌密钥生成方法的流程示意图。
图中：
1-图像采集模块；2-加密请求模块；3-点阵划分模块；4-加密模板图像；5-卷积加密模块；
501-一次卷积加密模块；502-二级卷积加密模块。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种基于初始铭牌图像特征的秘钥生成系统，本系统通过在简单的初始铭牌图像上利用加密系统，更改初始铭牌图像的每个像素点的像素值，从而将铭牌上的简单文字变为多种形状的字符，通过对铭牌的加密确保对铭牌信息的保护。
包括图像采集模块1、加密请求模块2、点阵划分模块3、加密模板图像4和卷积加密模块5。
本实施方式利用图像采集设备获取初始铭牌图像，将初始铭牌图像和加密请求指令同时发送到处理系统；
处理系统利用点阵划分模块3将初始铭牌图像按照像素点位划分为n*m的矩阵；
在处理系统内保存有与初始铭牌图像大小相同的加密模板图像4，先将初始铭牌图像的每个像素点的像素值与对应该像素点周围的多个像素点的像素值自卷积一次加密，再将初始铭牌图像的像素点与加密模板图像4的多个像素点卷积计算二次加密，通过两次加密操作来实现对初始铭牌图像的加密处理。
所述点阵划分模块3将所述初始铭牌图像按照像素点位划分为n*m的矩阵。并且所述点阵划分模块3根据从左到右以及从上到下的顺序选择初始铭牌图像中的n－2a*m－2a个点阵作为加密对象，其中a是指初始铭牌图像的加密对象与初始铭牌图像的单侧边缘之间的像素点数，且a<n/2且a<m/2。
本实施方式的加密对象距离与初始铭牌图像的单侧边缘之间的像素点数均为a个，因此，可确定加密对象中的所有像素点的卷积公式相同，实现对每个像素点的加密，同时也方便后期对所有像素点按照统一的公式解码，实现对所有像素点的快速解密。
将加密对象的每个像素点进行自卷积一次加密，以及将加密对象的每个像素点与所述加密模板图像4的对应点位的像素点卷积计算进行二次加密。
点阵划分模块3同样将所述加密模板图像4加密模板按照像素点位划分为n*m的矩阵，所述一次加密铭牌与所述加密模板图像4的所有像素点位一一对应以方便实现反卷积解密工作。
卷积加密模块5对所述初始铭牌图像的每个像素点的加密计算包括一次卷积加密模块501和二级卷积加密模块502；
所述一次卷积加密模块501，用于顺次将所述初始铭牌图像的每个像素点的像素值与该像素点周围的像素点的像素值卷积计算，得到一次加密铭牌，实现对初始铭牌图像的一次加密；
所述二级卷积加密模块502，用于将一次加密铭牌的每个像素点与所述加密模板图像4的对应位置的像素点卷积计算，将计算结果作为初始铭牌图像像素点的像素值，得到二次加密铭牌，实现对初始铭牌图像的二次加密。
也就是说，本实施方式对初始铭牌图像的加密工作分为两个步骤，一次是将加密对象的所有像素点跟初始铭牌图像上的其他像素点卷积计算，对加密对象的每一个像素点进行一次加密，然后将一次加密后的加密对象的所有像素点跟加密模板图像4的其他像素点卷积计算，对加密对象的每一个像素点进行二次加密，因此加密程度高，从而克服了普通铭牌容易被破解、复制、窃取、仿冒的弊端，保证了信息的真实可靠。
另外如图2所示，本发明还提供了一种基于初始铭牌图像特征的秘钥生成方法，包括如下步骤：
步骤100、接收初始铭牌图像，并根据初始铭牌图像的大小截取模板图像，保持初始铭牌图像与模板图像的大小相同。
步骤200、划定初始铭牌图像的加密面积，对加密面积内的每个像素点的像素值自卷积加密。
在步骤200中，对加密面积内的每个像素点的像素值自卷积加密的具体实现步骤为：
一、划定初始铭牌图像的加密面积，将加密面积分成(n－2a)*(m－2a)个点阵。
二、根据从左到右从上到下的顺序选择(n－2a)*(m－2a)点阵内的任一像素点作为加密对象。
通过上述两个步骤，可确定每个像素点在初始铭牌图像n*m矩阵内的阵列坐标。
三、在该加密对象的周围选择若干像素点作为卷积点，将该加密对象的像素值分别与若干像素点的像素值卷积处理，将所有卷积结果的加权平均值作为该加密对象的自卷积加密像素值。
按照从左到右从上到下的顺序依次选择一个像素点作为加密对象，按照规律选择与加密对象临近的若干个像素点与加密对象进行卷积工作，更改每个加密对象的像素点，从而实现加密工作。
也就是说，自卷积加密工作的实现步骤具体为：
(1)确定初始铭牌图像n*m矩阵内每个像素点的阵列坐标，以及对应阵列坐标的像素值；
(2)按照从左到右从上到下的顺序确定加密面积内的每一个像素点的阵列坐标，设定每个像素点的卷积点选择方式；
(3)将加密对象与卷积点的像素值进行卷积工作，并且将将所有卷积结果的加权平均值作为加密面积内每个加密像素点的自卷积加密像素值。
其中选择卷积点的方式包括但不限于以下几种方式：
以加密对象为中心，选择包围该加密像素点的多个像素点作为卷积点；
以加密对象为中心，选择与该加密像素点同一竖线或同一水平线的多个像素点作为卷积点；
以加密对象为中心，选择与该加密像素点对角线分布的多个像素点作为卷积点。
通过改变每个卷积点的像素大小，将原来的文字铭牌进行像素点打乱，实现一次自卷积加密工作。
步骤300、将加密面积内自卷积加密后的每个像素点与模板图像上的像素点的像素值二次卷积加密。
将加密面积内自卷积加密后的每个自卷积加密像素点与模板图像上的像素点的像素值二次卷积加密的具体实现步骤为：
步骤301、在自卷积加密后的加密面积内按照从左到右从上到下的顺序选择任一自卷积加密像素点作为二次加密像素点，标记二次加密像素点的阵列坐标；
步骤302、根据阵列坐标数据，在所述模板图像上选择与该二次加密像素点的位置匹配的匹配像素点，并在所述匹配像素点的周围选择若干模板像素点；
步骤303、将所述匹配像素点和若干模板像素点同时作为卷积点，将该二次加密像素点的像素值分别与若干模板像素点的像素值卷积处理，将所有卷积结果的加权平均值作为该自卷积加密像素点的二次加密像素值。
也就是说，二次卷积加密工作的实现步骤具体为：
(1)确定模板图像n*m矩阵内每个像素点的阵列坐标，以及对应阵列坐标的像素值；
(2)按照从左到右从上到下的顺序确定加密面积内的每一个像素点的阵列坐标，设定每个像素点与模板图像上的像素点之间的卷积方式；
(3)确定加密面积内待加密像素点的阵列坐标，在模板图像上选择同样阵列坐标的匹配像素点以及围绕匹配像素点周围的若干模板像素点作为卷积点；
(4)模板图像上多个卷积点的像素值，将待加密像素点和多个卷积点进行卷积加权处理，确定自卷积加密像素点的二次加密像素值。
步骤400、生成的二次卷积加密后的加密图像作为加密初始铭牌图像，打印并粘贴在产品上使用。
所述初始铭牌图像的加密面积内的每个像素点的像素值通过先与同一个初始铭牌图像的多个像素点进行自卷积得到自卷积加密像素值，然后再将所述自卷积加密像素值与所述加密模板图像的多个像素点进行二次卷积得到二次加密像素值。
因此通过上述步骤，初始铭牌图像中的加密面积内每个像素点的像素值均发生变化，整个初始铭牌图像形成为不可视加密信息，克服了普通铭牌容易被破解、复制、窃取、仿冒的弊端，保证了信息的真实可靠。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
1.一种基于铭牌图像特征的秘钥生成系统，其特征在于，包括：
图像采集模块(1)，用于获取未加密前的初始铭牌图像；
加密请求模块(2)，用于将初始铭牌图像和加密请求指令同时发送到处理系统，处理系统根据加密步骤指令对铭牌加密；
点阵划分模块(3)，用于将所述初始铭牌图像按照像素点位划分为n*m的矩阵；
加密模板图像(4)，与初始铭牌图像的大小相同，作为所述初始铭牌图像的加密卷积对象；
卷积加密模块(5)，顺次对初始铭牌图像的像素点加密计算来实现对初始铭牌图像的加密处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于铭牌图像特征的秘钥生成系统，其特征在于，所述卷积加密模块(5)对所述初始铭牌图像的每个像素点的加密计算包括一次卷积加密模块(501)和二级卷积加密模块(502)；
所述一次卷积加密模块(501)，用于顺次将所述初始铭牌图像的每个像素点的像素值与该像素点周围的像素点的像素值卷积计算，得到一次加密铭牌，实现对铭牌图像的一次加密；
所述二级卷积加密模块(502)，用于将一次加密铭牌的每个像素点与所述加密模板图像(4)的对应位置的像素点卷积计算，将计算结果作为铭牌图像像素点的像素值，得到二次加密铭牌，实现对铭牌图像的二次加密。
3.根据权利要求2所述的一种基于铭牌图像特征的秘钥生成系统，其特征在于，所述点阵划分模块(3)将所述初始铭牌图像按照像素点位划分为n*m的矩阵，并且所述点阵划分模块(3)根据从左到右以及从上到下的顺序选择铭牌图像中的(n－2a)*(m－2a)个点阵作为加密对象，将加密对象的每个像素点进行自卷积一次加密，以及将加密对象的每个像素点与所述加密模板图像(4)的对应点位的像素点卷积计算进行二次加密，其中a是指铭牌图像的加密对象与铭牌图像的单侧边缘之间的像素点数，且a<n/2且a<m/2。
4.根据权利要求3所述的一种基于铭牌图像特征的秘钥生成系统，其特征在于，所述点阵划分模块(3)同样将所述加密模板图像(4)加密模板按照像素点位划分为n*m的矩阵，所述一次加密铭牌与所述加密模板图像(4)的所有像素点位一一对应以方便实现反卷积解密工作。
5.一种根据权利1-4任一项所述的基于铭牌图像特征的秘钥生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、接收初始铭牌图像，并根据初始铭牌图像的大小截取模板图像，保持初始铭牌图像与模板图像的大小相同；
步骤200、划定初始铭牌图像的加密面积，将加密面积内的每个像素点的像素值自卷积加密；
步骤300、将加密面积内自卷积加密后的每个像素点与模板图像上的像素点的像素值二次卷积加密；
步骤400、生成的二次卷积加密后的加密图像作为加密铭牌图像，打印并粘贴在产品上使用。
6.根据权利要求5所述的一种基于铭牌图像特征的秘钥生成方法，其特征在于，在步骤200中，对加密面积内的每个像素点的像素值自卷积加密的具体实现步骤为：
步骤201、划定初始铭牌图像的加密面积，将所述加密面积分成(n－2a)*(m－2a)个点阵；
步骤202、根据从左到右从上到下的顺序选择(n－2a)*(m－2a)点阵内的任一像素点作为加密对象；
步骤203、在该加密对象的周围选择若干像素点作为卷积点，将该加密对象的像素值分别与若干卷积点的像素值卷积处理，将所有卷积结果的加权平均值作为该加密对象的自卷积加密像素值。
7.根据权利要求6所述的一种基于铭牌图像特征的秘钥生成方法，其特征在于，在步骤203中，选择卷积点的方式包括以下几种方式：
以加密对象为中心，选择包围该加密像素点的多个像素点作为卷积点；
以加密对象为中心，选择与该加密像素点同一竖线或同一水平线的多个像素点作为卷积点；
以加密对象为中心，选择与该加密像素点对角线分布的多个像素点作为卷积点。
8.根据权利要求5所述的一种基于铭牌图像特征的秘钥生成方法，其特征在于，在步骤300中，将加密面积内自卷积加密后的每个自卷积加密像素点与模板图像上的像素点的像素值二次卷积加密的具体实现步骤为：
步骤301、在自卷积加密后的加密面积内按照从左到右从上到下的顺序选择任一自卷积加密像素点作为二次加密像素点，标记二次加密像素点的阵列坐标；
步骤302、根据阵列坐标数据，在所述模板图像上选择与该二次加密像素点的位置匹配的匹配像素点，并在所述匹配像素点的周围选择若干模板像素点；
步骤303、将所述匹配像素点和若干模板像素点同时作为卷积点，将该二次加密像素点的像素值分别与若干模板像素点的像素值卷积处理，将所有卷积结果的加权平均值作为该自卷积加密像素点的二次加密像素值。
9.根据权利要求8所述的一种基于铭牌图像特征的秘钥生成方法，其特征在于，在步骤303中，所述匹配像素点和所述模板像素点形成平面分布的像素点。
10.根据权利要求5所述的一种基于铭牌图像特征的秘钥生成方法，其特征在于，在步骤400中，所述初始铭牌图像的加密面积内的每个像素点的像素值通过先与同一个铭牌图像的多个像素点进行自卷积得到自卷积加密像素值，然后再将所述自卷积加密像素值与所述加密模板图像的多个像素点进行二次卷积得到二次加密像素值。
技术总结