(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210778792.X (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 北京量子信息科 学研究院 地址 100193 北京市海淀区中关村软件园 二期国际与区域协同创新中心 A座 申请人 清华大学 (72)发明人 龙桂鲁　陈秀伟　王敏　郭建兴　 牛鹏皓　张春生　张巍　潘栋　 宋萧天　 (74)专利代理 机构 北京律和信知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11446 专利代理师 刘兴　谢清萍 (51)Int.Cl. H04B 10/70(2013.01) H04B 10/516(2013.01)H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 监控系统及使用其进行现场监控的方法 (57)摘要 本发明提供了一种监控系统， 包括： 图像采 集组件， 配置成实时采集应用现场的图像， 对实 时采集的图像进行筛选， 输出待传输的图像数 据； 发送组件， 与所述图像采集组件连接， 配置成 将所述待传输的图像数据编码在量子态上， 生成 量子光脉冲并发射； 接收组件， 配置成接收所述 量子光脉冲， 并将所述量子光脉冲携带的信息解 码， 转换成图像数据； 量子信道， 连接所述发送组 件与所述接收组件， 配置成使所述量子光脉冲通 过所述量子信道进行传输。 本发 明所提供的监控 系统， 将编码后的一帧数据进一步编码到量子态 上， 通过发送量子光脉冲进行传输。 量子信道的 安全性可以通过传输信息的双方共享测量基矢 和位置信息实现， 满足了视频监控系统更高级的 指标要求。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115333641 A 2022.11.11 CN 115333641 A 1.一种监控系统， 其特 征在于， 包括： 图像采集组件， 配置成实时采集应用现场的图像， 对实时采集的图像进行筛选， 输出待 传输的图像数据； 发送组件， 与所述图像采集组件连接， 配置成将所述待传输的图像数据编码在量子态 上， 生成量子光脉冲并发射； 接收组件， 配置成接收所述量子光脉冲， 并将所述量子光脉冲携带的信息解码， 转换成 图像数据； 量子信道， 连接所述发送组件与所述接收组件， 配置成使所述量子光脉冲通过所述量 子信道进行传输 。 2.如权利要求1所述的监控系统， 其中所述图像采集组件进一 步包括： 图像采集设备， 配置成实时采集应用现场的图像； 图像识别模块， 与所述图像采集设备连接， 配置成识别实时采集的图像中包括预设样 本的图像帧数据并输出； 特征提取模块， 与所述图像识别模块连接， 配置成对所述包括预设样本的图像帧数据 进行特征提取， 对于特征值变化小于预设值的多帧图像数据进行筛选， 输出所述待传输的 图像数据。 3.如权利要求1或2所述的监控系统， 进一 步包括： 云端监控组件， 与所述接收组件连接， 配置成存 储所述图像数据。 4.如权利要求1或2所述的监控系统， 其中所述发送组件进一 步包括： 存储模块， 与所述图像采集组件连接， 配置成接收所述待传输的图像数据， 并按照接收 顺序依次存 储并转发； 纠错编码模块， 与所述存储模块连接， 配置成在所述待传输的图像数据中加入校验位， 形成第一纠错数据； 加密编码模块， 与所述纠 错编码模块连接， 配置成根据预设密钥对所述第一纠 错数据 进行加密， 形成第一加密数据； 量子态编码模块， 与所述加密编码模块连接， 配置成将所述第一加密数据编码在量子 态上； 发射模块， 与所述量子态编码模块连接， 配置成发射携带所述第一加密数据的量子光 脉冲； 第一通信模块， 配置成在所述发射模块发射所述量子光脉冲的同时或之后， 发送测量 基矢及位置信息 。 5.如权利要求 4所述的监控系统， 其中所述接收组件进一 步包括： 接收模块， 配置成接收量子光脉冲， 并测量所述 量子光脉冲的量子态编码； 量子态解码模块， 与所述接收模块连接， 配置成根据所述量子光脉冲的量子态编码进 行解码， 获得第二加密数据； 加密解码模块， 与所述量子态解码模块连接， 配置成根据所述预设密钥对所述第二加 密数据进行解密， 获得第二纠错数据； 纠错解码模块， 与所述加密解码模块连接， 配置成通过前向纠 错将所述第二纠 错数据 还原为图像数据；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115333641 A 2第二通信模块， 配置成接收所述第一通信模块发送的测量基矢及位置信息， 对所述量 子信道进行安全性 监测。 6.如权利要求 4所述的监控系统， 其中所述发射模块进一 步包括： 激光器， 配置成发射出量子光脉冲； 调制装置， 设置在所述激光器的光路下游， 并与所述量子态编码模块连接， 配置成根据 所述量子态编码模块输出的量子态编码对所述 量子光脉冲的相位进行调制。 7.如权利要求5所述的监控系统， 其中所述接收模块进一 步包括： 干涉仪， 配置成接收所述 量子光脉冲并进行相位匹配； 单光子探测器， 设置在所述干涉仪的光路下游， 配置成接收所述干涉仪输出的光信号 并转换为电信号， 以输出 所述量子态编码。 8.如权利要求4所述的监控系统， 其中每个所述量子光脉冲包括单个光子或一个弱相 干光脉冲， 每 个所述量子光脉冲携带2比特信息， 所述发射模块进一 步配置成： 每次发射的所述 量子光脉冲携带一帧所述第一加密数据。 9.如权利要求 4所述的监控系统， 其中所述测量基矢及位置信息通过 经典信道传输 。 10.一种使用如权利要求1 ‑9中任一项所述的监控系统进行现场 监控的方法， 其特征在 于， 包括： 通过所述图像采集组件实时采集应用现场的图像， 对实时采集的图像进行筛选， 输出 待传输的图像数据； 通过所述发送组件将所述待传输的图像数据编码在量子态上， 生成量子光脉冲并发 射； 通过所述接收组件接收所述量子光脉冲， 并将所述量子光脉冲携带的信息解码， 转换 成图像数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115333641 A 3