[发明专利]一种基于智能家居环境下的隐私保护和安全监测一体化系统

说明书

本发明公开了一种基于智能家居环境下的隐私保护和安全监测一体化系统，其包括用户智能控制模块、隐私识别保护模块及安全监测预警模块。基于深度学习构建隐私保护模型，满足准确性与实时性要求的同时，创新匿名化处理形式，保证视频监控数据的可利用性与隐私性；在监控环境下内嵌自主开发的专家推理系统，组建无线传感器网络，完成对家庭环境数据的采集传输与异常推理；设计用户端控制界面，实现功能交互，提高系统的可视化与可操作性。本发明打破了家庭场景下视频监控存在的局限性，完善安全监测智能化功能，拓展隐私保护实际应用，实现智能家居环境下的隐私与安全保护。

技术领域

本发明涉及人工智能和隐私安全领域，尤其涉及一种基于智能家居环境下的隐私保护和安全监测一体化系统。

背景技术

随着当今社会信息化、智能化步伐的不断加快，智能家居物联网发展日益繁荣，应用范围更加广泛。然而，智能设备在为人们的日常生活带来便利的同时，也带来诸多隐私与安全隐患，极可能给用户带来财产损失甚至人身伤害。智能家居的隐私与安全威胁具有影响面广、后果严重等特点，因而，剖析智能家居环境下的隐私与安全现状，提出相应的安全措施，可以为智能家居产业的健康、持续发展提供坚实的基础。

智能家居环境下通过不同的无线通信技术(如蓝牙、NFC、ZigBee、Wi-Fi)连接专用物联网设备，实现对家庭环境的智能化感知和管理。在该环境下，智能数据采集设备获取环境信息并根据预设的算法对数据进行预处理；用户以手动或自动的方式对其进行控制；后端云服务器进行原始数据的处理和存储，以及装载预先定义的规则和策略。在数据的收集、传输、处理以及存储过程中存在一系列隐私与安全问题，一旦被攻击者恶意利用，将会造成严重的后果，因此实现在智能家居环境下的隐私保护和安全监测一体化至关重要。

目前，智能家居更加多样化，技术实现也更为丰富。然而，智能设备制造商和物联网应用开发者在缺乏强制性的安全标准和规范的情况下，缺少隐私与安全方面的投入，甚至忽视了漏洞。随着网络性能的持续提高和多媒体应用的快速发展，网络空间中的私有信息(文本、音频、视频等)曝光事件频频发生，因此，利用相关技术在保证智能设备应用高效便捷的同时实现隐私信息不被恶意泄露，是目前亟待研究和解决的热点问题。

随着人们对隐私与安全保护意识的不断增强，家庭环境下视频监控系统以及智能安全监测系统日益普及，但系统执行过程中会对个人隐私安全造成极大威胁。为此国内外研究者对关于智能应用系统中的隐私安全保护问题的研究越来越多，但目前大多数解决方案的实际应用较少。

发明内容

针对家庭场景下隐私与安全保护的实际需求，本发明提出了一种基于智能家居环境下的隐私保护和安全监测一体化系统，在实现智能设备安全监测的同时，注重对原始数据中的隐私内容进行识别保护处理，完善家居智能化系统。

首先，针对智能家居环境下视觉数据隐私保护问题，本发明基于深度学习建立隐私内容识别与匿名化处理模型。目前隐私数据样本在数量、质量、标注等方面无法满足网络训练的要求，为解决此问题，本发明在完成数据集构建的同时，提出识别与分类模型联合训练的策略，实现隐私内容的准确分类与识别定位，考虑到实际应用环境下对算法准确度和速度的要求，在YOLOv3算法基础上，针对隐私内容进行模型微调，进一步优化网络参数，实现网络结构轻量化处理；在隐私保护处理部分，创新匿名化处理形式，提出利用生成对抗网络模型对隐私目标进行匿名化处理，相较于隐私保护策略中现有的物理加噪方法，实现在保证视觉数据可利用性的同时保护其隐私性。

其次，本发明提出家庭视频监控下智能安全监测模块，内嵌自主开发的专家推理系统，克服其仅可进行单一数据处理的问题，结合智能传感器与ZigBee无线网络，组建无线传感器网络，对家庭环境信息进行实时采集、传输、解析、决策，对异常数据及时进行预警和智能化处理，进一步拓展智能家居环境下隐私与安全保护的多功能化。