基于二维条码和图像处理单向信息传输系统

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1、基于二维条码和图像处理的单向信息传输系统ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringUNIDIRECTIONALINFORMATIONTRANSMISSIONSYSTEMBASEDONTWO-DIMENSIONALBARCODEANDIMAGEPROCESSINGUniversityCode：10248Author：YangMingStudentID:1090379283Mentor1：WuGangMentor2:HuangXiaoM

2、ingField：SoftwareEngineeringDateofOralDefense：2013.5.14SchoolofSoftwareShanghaiJiaotongUniversityMay,2013万方数据基于二维条码和图像处理的单向信息传输系统万方数据基于二维条码和图像处理的单向信息传输系统万方数据基于二维条码和图像处理的单向信息传输系统基于二维条码和图像处理的单向信息传输系统摘要按照《中华人民共和国保守国家秘密法》、《计算机信息系统国际联网保密管理规定》和公安部科技信息化局《公共网络与公安信息通信网单向数据传输安全规范（试行）》

3、的规定，涉密计算机必须与国际互联网和其它公共信息网实行物理隔离，不得将涉密计算机、涉密存储设备接入互联网及其它公共信息网。目前，非涉密网外网向涉密网内网的信息传输只能通过人工方式，实时性和可靠性不足，不能满足涉密部门信息化建设中对数据实时更新的需求。本课题从使用单位的信息化建设角度出发，分析目前我国党政机关信息化建设中所存在“信息孤岛”的现象及实际工作需求；研究分析现有人工传输各种数据载体的原理、安全缺陷、使用成本，并详细分析网络隔离设备产品原理及缺点。分析了技术成熟且具有国际、国内标准的PDF417、网格矩阵码和QR码，并从码字的容量、纠错信

4、息、抗畸变和表示多媒体信息等方面对三种二维条码进行比较。通过原理、技术、安全等综合层面进行对比分析，结合二维条码和数字图像处理技术的发展，提出运用QR二维条码技术和数字图像处理实现非涉密外网与涉密内网数据单向传输。分析设计基于二维条码和图像处理的单向信息传输系统的三个子系统：数据编码显示子系统、数字图像抓拍子系统、图像译码子系统所应具备的功能和性能，并完成系统硬件设计构造。对三个子系统的模块进行设计并完成流程设计。完成系统的硬件选型，并通过硬件设备性能参数的推算确定了系统QR码版本的选型，以及对QR码符号字符数和数据容量表的校验修订。为增强对Q

5、R码图像的运算处理速度和译码速度，从图像译码子系统设计出发，阐述了：运用中值滤波、自适应阀值二值化、膨胀和腐蚀算法对处理QR图的方法；运用小波变化、图像定位算法、采样网格算法对QR图的数据分割。阐述对RS纠错算法的优化算法处理，提高在码字有错误情况下的纠错解码速率。在完成系统的硬件和软件的搭建后，根据系统运用于实时单向传输的特性，经过长时间持续测试，系统硬件设备运行良好且无故障发生。通过对多种文件制式的传输测试，证明了该系统对数据完成传输后，不会影响数据中的内容和特性。并通过文件传输测试了系统实际传输数据的速率并分析了影响传输文件时间的原因。I

6、万方数据基于二维条码和图像处理的单向信息传输系统通过持续对二维条码和图像处理的单向信息传输系统的测试，系统具备可靠性、实用性和安全性，系统传输速率2KB/s，可满足涉密部门对数据实时更新的日常办公需求，该系统具备一定市场化应用前景。关键词：QR二维条码，数字图像处理，单向传输II万方数据基于二维条码和图像处理的单向信息传输系统UNIDIRECTIONALINFORMATIONTRANSMISSIONSYSTEMBASEDONTWO-DIMENSIONALBARCODEANDIMAGEPROCESSINGABSTRACTAccordingtoth

7、e“People'sRepublicofChinaonGuardingStateSecretsLaw”,“InternationalNetworkingofComputerInformationSystemsconfidentialityregulations”andtheMinistryofPublicSecurityTechnologyInformationBureau“Unidirectionaldatatransmissionofthepublicnetworkandpublicsecurityinformationcommunicat

8、ionnetworksecurity(Trial)”,involvingdensecomputerwiththeInternetandotherpub