一种具有帧校验功能的远程视频传输装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有帧校验功能的远程视频传输装置及其工作方法，所述装置包视频存储媒介、SoC主控和远程传输接口；所述视频存储媒介依次与SoC主控和远程传输接口双向连接，所述远程传输接口与远端服务器双向连接。本发明专利技术将水印比特位按照一定的规则顺序填充到特定视频帧像素点的最高位，以达到储存数字水印的目的。远端服务器通过对数字水印的解析，可以判断接收到视频帧的完整性与合法性。由于本发明专利技术的低复杂度及高可靠性，可以广泛地应用于工业现场视频监控领域。本发明专利技术通过在视频帧的空间域中添加数字水印，具有复杂度低，处理延迟低的特点；本发明专利技术可以广泛的应用于中低端处理器的视频处理领域，具有较高的灵活性和较高的可靠性。的可靠性。的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有帧校验功能的远程视频传输装置及其工作方法


[0001]本专利技术涉及一种远程视频传输技术，特别是一种具有帧校验功能的远程视频传输装置及其工作方法。

技术介绍

[0002]目前，已有的远程视频传输帧校验的方法主要有如下两种：
[0003]第一种是通过对视频进行加密的方式，如：中国专利CN202010393660.6公开了一种视频加密的监控系统，包括网络摄像机、第一视频加解密模块、第二视频加解密模块、密码机和视频监控端，网络摄像机与第一视频加解密模块相连，第二视频加解密模块与视频监控端相连，网络摄像机、第一视频加密模块、第二视频加密模块、密码机、视频监控端通过网络进行通讯，第一视频加解密模块包括依次连接的第一网络通讯模块、第一准入控制模块、第一密码模块。第二视频加解密模块包括依次连接的第二网络通讯模块、第二准入控制模块、第二密码模块。该专利技术避免了视频设备被非法替换、视频通讯身份安全认证、视频数据被窃听、被篡改的安全风险，确保网络视频传输的机密性、完整性，从而大大提高网络视频监控系统的安全性。这种方式需要的设备较多，系统较复杂，并且需要对视频进行多级处理，虽然通过网络传输但仍有较大的处理时延。
[0004]第二种是通过在视频的I帧前插入SEI帧，实现对实时传输视频源的真实性进行校验，如：中国专利CN 201811389289.5公开了一种视频实时在线共享浏览防篡改的系统和方法，该系统包括信令模块、视频转发模块、视频转码模块和视频防篡改检测模块。通过在视频的I帧前插入SEI帧，实现对实时传输视频源的真实性进行校验；该专利技术所述的系统和方法，可实现对实时传输视频源的真实性进行校验，以避免视频在实时传输过程中被篡改的可能。这种方式需要对视频码流进行编码、插帧、解码操作，对处理器的性能要求较高，不适用于中低端处理器系统。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要设计一种设备复杂度低、处理器性能要求低的具有帧校验功能的远程视频传输装置及其工作方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术通过在视频帧空间域中嵌入数字水印的方式，实现远程视频传输的帧校验功能。
[0007]本专利技术的技术方案如下：一种具有帧校验功能的远程视频传输装置，包视频存储媒介、SoC主控和远程传输接口；所述视频存储媒介依次与SoC主控和远程传输接口双向连接，所述远程传输接口与远端服务器双向连接；
[0008]所述视频存储媒介为非易失存储器，用于保存本地视频文件；所述SoC主控的功能为与远程服务端进行通信、读取并解码本地视频、嵌入视频帧校验水印，实施例中使用的是FPGA芯片；所述远程传输接口用于实现SoC主控与远端服务器的通信。
[0009]进一步地，所述SoC主控采用FPGA芯片；所述远程传输接口采用千兆以太网接口。
[0010]一种具有帧校验功能的远程视频传输装置的工作方法，包括以下步骤：
[0011]A、远端服务器经远程传输接口向SoC主控发送包含视频起止时间的请求帧；
[0012]B、SoC主控接收远端服务器请求，获取视频起止时间；
[0013]C、SoC主控根据远端服务器请求的视频起止时间，查找相应的视频文件，并进行解码；
[0014]D、SoC主控对解码后的单帧视频嵌入帧校验数字水印；
[0015]E、SoC主控向远端服务器发送嵌入帧校验水印后的单帧视频；
[0016]F、SoC主控判断远端服务器请求时间段内的视频是否全部处理并发送完毕，如果发送完毕则程序退出，如果没有发送完毕则转步骤C；
[0017]G、远端服务器接收视频帧，解析视频帧中的数字水印并做出完整性及合法性校验。
[0018]进一步地，步骤D所述校验数字水印的印结构包括水印头部、水印实体和实体校验，具体结构如下：
[0019]a、水印头部：水印头部占用两个字节，即16bits；由视频帧起始像素点开始存储，彩色视频帧占用三个通道；每一个像素点的最高位即第八位存储一位二进制数据，则水印头部每通道一共占用16个像素点；下面是水印头部各位的含义：
[0020]RGB[2:0]：表示实体及实体校验部分在像素点中占用的通道，位数由低到高分别表示B、G、R三个通道是否被占用，二进制1表示占用，二进制0表示不占用；
[0021]INT[4:0]：表示实体部分每一位占用的像素点间隔；
[0022]ITER[2:0]：表示实体部分重复写入的次数，用于数据的可靠性存储；
[0023]DET[3:0]：表示头部检错，由下式求得：
[0024][0025]其中，Det_MASK表示头部检错掩码0x0F，Header表示水印头部字节码，i表示Header中的第i组四位比特；
[0026]b、水印实体：水印实体占用5个字节，即40bits，通过当前视频帧时间戳信息得到；每一部分编码均为BCD编码；下面是水印实体部分各位的含义：
[0027]YT[3:0]：表示年十位；YU[3:0]：表示年个位；
[0028]MT[0]：表示月十位；MU[3:0]：表示月个位；
[0029]DT[1:0]：表示日十位；DU[3:0]：表示日个位；
[0030]HT[1:0]：表示小时十位；HU[3:0]：表示小时个位；
[0031]MNT[2:0]：表示分钟十位；MNU[3:0]：表示分钟个位；
[0032]ST[2:0]：表示秒钟十位；SU[3:0]表示秒钟个位；
[0033]FT[3:0]：表示帧数十位；FU[3:0]：表示帧数个位；
[0034]c、实体校验：实体校验占用1字节，即8bits；实体校验由下式求得：
[0035][0036]其中，Ver_MASK为实体校验掩码0xFF，Entity表示水印实体字节码，i表示Entity
中的第i组八位比特。
[0037]进一步地，步骤D所述校验数字水印的像素排布及各数字含义如下：
[0038]水印头部：位于视频帧的第一行像素，占用像素点无间隔；
[0039]水印实体：起始位置为视频帧第二行像素点，这是一次实体迭代；
[0040]像素间隔：水印实体两个比特占用像素点之间的间隔，即头部中的位间隔；
[0041]实体校验：实体校验位于实体之后，排布方式与实体相同；
[0042]实体迭代：实体与实体校验进行ITER次迭代。
[0043]进一步地，步骤D所述嵌入帧校验数字水印的方法包括以下步骤：
[0044]D1、设置水印头部参数，水印头部参数包括RGB掩码、实体迭代次数和位占用像素间隔。RGB掩码取值范围为二进制001～111；实体迭代次数取值范围为1～15，位占用像素间隔取值范围为0～31；
[0045]D2、组建水印头部字节码，组建过程包括以下步骤：
[0046]D21、创建一个16位的中间变量Temp，并设置初始值为0；
[0047]D22、通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有帧校验功能的远程视频传输装置，其特征在于：包视频存储媒介、SoC主控和远程传输接口；所述视频存储媒介依次与SoC主控和远程传输接口双向连接，所述远程传输接口与远端服务器双向连接；所述视频存储媒介为非易失存储器，用于保存本地视频文件；所述SoC主控的功能为与远程服务端进行通信、读取并解码本地视频、嵌入视频帧校验水印，实施例中使用的是FPGA芯片；所述远程传输接口用于实现SoC主控与远端服务器的通信。2.根据权利要求1所述的一种具有帧校验功能的远程视频传输装置，其特征在于：所述SoC主控采用FPGA芯片；所述远程传输接口采用千兆以太网接口。3.一种具有帧校验功能的远程视频传输装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：A、远端服务器经远程传输接口向SoC主控发送包含视频起止时间的请求帧；B、SoC主控接收远端服务器请求，获取视频起止时间；C、SoC主控根据远端服务器请求的视频起止时间，查找相应的视频文件，并进行解码；D、SoC主控对解码后的单帧视频嵌入帧校验数字水印；E、SoC主控向远端服务器发送嵌入帧校验水印后的单帧视频；F、SoC主控判断远端服务器请求时间段内的视频是否全部处理并发送完毕，如果发送完毕则程序退出，如果没有发送完毕则转步骤C；G、远端服务器接收视频帧，解析视频帧中的数字水印并做出完整性及合法性校验。4.根据权利要求3所述的一种具有帧校验功能的远程视频传输装置的工作方法，其特征在于：步骤D所述校验数字水印的印结构包括水印头部、水印实体和实体校验，具体结构如下：a、水印头部：水印头部占用两个字节，即16bits；由视频帧起始像素点开始存储，彩色视频帧占用三个通道；每一个像素点的最高位即第八位存储一位二进制数据，则水印头部每通道一共占用16个像素点；下面是水印头部各位的含义：RGB[2:0]：表示实体及实体校验部分在像素点中占用的通道，位数由低到高分别表示B、G、R三个通道是否被占用，二进制1表示占用，二进制0表示不占用；INT[4:0]：表示实体部分每一位占用的像素点间隔；ITER[2:0]：表示实体部分重复写入的次数，用于数据的可靠性存储；DET[3:0]：表示头部检错，由下式求得：其中，Det_MASK表示头部检错掩码0x0F，Header表示水印头部字节码，i表示Header中的第i组四位比特；b、水印实体：水印实体占用5个字节，即40bits，通过当前视频帧时间戳信息得到；每一部分编码均为BCD编码；下面是水印实体部分各位的含义：YT[3:0]：表示年十位；YU[3:0]：表示年个位；MT[0]：表示月十位；MU[3:0]：表示月个位；DT[1:0]：表示日十位；DU[3:0]：表示日个位；HT[1:0]：表示小时十位；HU[3:0]：表示小时个位；
MNT[2:0]：表示分钟十位；MNU[3:0]：表示分钟个位；ST[2:0]：表示秒钟十位；SU[3:0]表示秒钟个位；FT[3:0]：表示帧数十位；FU[3:0]：表示帧数个位；c、实体校验：实体校验占用1字节，即8bits；实体校验由下式求得：其中，Ver_MASK为实体校验掩码0xFF，Entity表示水印实体字节码，i表示Entity中的第i组八位比特。5.根据权利要求3所述的一种具有帧校验功能的远程视频传输装置的工作方法，其特征在于：步骤D所述校验数字水印的像素排布及各数字含义如下：水印头部：位于视频帧的第一行像素，占用像素点无间隔；水印实体：起始位置为视频帧第二行像素点，这是一次实体迭代；像素间隔：水印实体两个比特占用像素点之间的间隔，即头部中的位间隔；实体校验：实体校验位于实体之后，排布方式与实体相同；实体迭代：实体与实体校验进行ITER次迭代。6.根据权利要求3所述的一种具有帧校验功能的远程视频传输装置的工作方法，其特征在于：步骤D所述嵌入帧校验数字水印的方法包括以下步骤：D1、设置水印头部参数，水印头部参数包括RGB掩码、实体迭代次数和位占用像素间隔；RGB掩码取值范围为二进制001～111；实体迭代次数取值范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏东兴，张其宝，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：