一种用于视频传输的宽带通信系统的制作方法
本发明涉及视频传输领域，具体涉及一种用于视频传输的宽带通信系统。
背景技术：
视频通信是指传递视频信息的通信服务。眼睛是人们获得外界信息的一种主要渠道，这也使得通信的可视化需求越来越高。随着现代通信技术和业务的发展，人们对通信已经由最初的单一语音需求转变为对视频和音频的通信需求，以传送语音、数据、视频为一体的视频通信业务成为通信领域发展的热点，并在会议电视、远程视频医疗、远程视频教育等方面得到越来越广泛的应用。
目前的视频传输的宽带通信系统存在效率低、保密性低的技术问题。本发明提供一种新的用于视频传输的宽带通信系统，解决前述技术问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的效率低、保密性低的技术问题。提供一种新的用于视频传输的宽带通信系统，该用于视频传输的宽带通信系统具有效率低、保密性低的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种用于视频传输的宽带通信系统，所述用于视频传输的宽带通信系统包括接收端和发送端，接收端和发送端配合运行，所述发送端包括mcu处理器，mcu处理器连接有ddr存储器、主flash存储器、gpu计算单元以及数据传输模块；
所述mcu处理器还连接有备flash存储器；
所述ddr存储器的输入端连接有用于完成视频流数据和图像帧数据之间转换的视频编解码模块；
所述ddr存储器用于系统运行、图像帧数据加密以及视频图像数据转换；
所述主flash存储器用于保存操作系统，操作系统中加载有视频数据采集算法、视频图像数据转换算法以及通信传输算法；
所述备flash存储器图像帧数据加密算法；
所述数据传输模块用于进行图像加密数据后的数据传输。
本发明的工作原理：本发明通过低功耗mcu设备软件集成技术，嵌入式gpu计算加速技术，低功耗mcu架构下目标特征数据库集成技术实现用于视频传输的宽带通信系统。通过将功耗及效率较低的进行并行并行处理，使用适合视频转图像数据后的低功耗mcu+gpu架构设备，实现视频转图像后的多图像加密功能，提高效率并保证了保密性，可以利用反复迭代的方式进行系统修正，提高加密算法的安全性。
上述方案中，为优化，进一步地，所述图像加密数据采用混沌映射加密程序，包括：
步骤1，分割图像为b×b阵列的子图像，子图像的边长为t，随机标识子图像序号，建立子图像序列；
步骤2，对子图像序列中的子图像，使用边长小于t的矩阵网络对子图像进行数字采样得到数字图像；
步骤3，对步骤2的数字图像的顺序进行加密，并提取像素值序列矩阵；
步骤4，对像素值序列矩阵进行混沌猫映射加密；
步骤5，对下一图像进行加密，重复步骤1，与上一图像的进行对比匹配，匹配成功的直接调用步骤4的混沌猫加密结果，匹配失败的重复步骤2-步骤4。
进一步地，所述步骤2还包括：
步骤2.1，计算子图像的相邻像素dct系数差值平均值
步骤2.2，设定分类阀值；
步骤2.3，比较步骤1的子图像的相邻像素dct系数差值平均值
步骤2.4，根据分级的结果，设置不同的边长的矩阵网络进行数字采样，分级结果的优先级越高，边长越短；
其中，分级结果由高到低分为快速变化子图像、过度变化子图像以及缓慢变化子图像。
进一步地，所述快速变化子图像对应的矩阵网络边长＝2×过度变化子图像的矩阵网络边长＝4×缓慢变化子图像的矩阵网络边长。
进一步地，所述mcu处理器加载初始化程序包括：
步骤a，mcu处理器启动，视频编码模块自检；
步骤b，加载主flash存储器中的操作系统；
步骤c，加载主flash存储器中的加载有视频数据采集算法、视频图像数据转换算法以及通信传输算法并运行；
步骤d，加载备flash存储器中的图像帧数据加密算法，同时通过串口检测数据传输模块的工作状态。
进一步地，所述数据传输模块为光纤通信数据传输模块。采用光纤通信能够利用其容量大、速率高的特点。
进一步地，所述光纤通信数据传输模块包括并联的两个光收发信机组合，光收发信机组合包括一个光发信机和对应的光接收机，两个光收发信机组合使用相同的光纤通道；所述两个光收发信机组合一个为光收发信机组合，另一个为光收发信机组合，主光收发信机组合与备光收发信机组合之间连接有控制处理器；所述控制处理器内置有定时器以及协调发信程序。
进一步地，所述协调发信程序包括：
步骤a，控制处理器控制备光发射机进行光纤信道时延测试，测试结果为t1；
步骤b，控制处理器控制备光发信机进行定时器设置，设置为t1/2；
步骤c，控制备用发信机随机产生表征主光信号参数序列的备用光信号，根据所述主光信号参数序列对主光信号进行编码并发生，备光发信机时延t1/2后，向光纤信道发射表征主光信号参数序列的备用光信号；
步骤d，重复步骤a-步骤c。
进一步地，所述主光信号参数为主光信号周期。
通过光纤通道时延的测试，在发射光信号时，先由备光发信机发送光参数序列，主光发信机进行相应时延后根据光参数序列生成光信号通过光纤信道发送，解码端将接受到的光信号序列和t1/2后的光参数序列进行解调，提高了保密性和实时性。
本发明的有益效果：本发明采用低功耗mcu+gpu架构设备，实现多目标加密功能，有效减少数据链路传输压力在设备端实时处理，屏蔽了无线数据传输的缺陷，增强系统的稳定性；在已知对端目标锁定的条件下可以利用反复迭代的方式进行系统修正，提高加密算法的效率与可靠性。同时采用光纤通信进行传输能够进一步提高实时容量，提高传输效率。并对光纤通信传输进行特有的加密处理提高保密性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，实施例1中的用于视频传输的宽带通信系统示意图。
图2，混沌映射加密程序流程示意图。
图3，光纤通信数据传输模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种用于视频传输的宽带通信系统，所述用于视频传输的宽带通信系统包括接收端和发送端，接收端和发送端配合运行，如图1，所述发送端包括mcu处理器，mcu处理器连接有ddr存储器、主flash存储器、gpu计算单元以及数据传输模块；
所述mcu处理器还连接有备flash存储器；
所述ddr存储器的输入端连接有用于完成视频流数据和图像帧数据之间转换的视频编解码模块；
所述ddr存储器用于系统运行、图像帧数据加密以及视频图像数据转换；
所述主flash存储器用于保存操作系统，操作系统中加载有视频数据采集算法、视频图像数据转换算法以及通信传输算法；
所述备flash存储器图像帧数据加密算法；
所述数据传输模块用于进行图像加密数据后的数据传输。
对应的，本实施例中的接收端的原理与发送端互为逆关系，主要采用发送端的原理对数据进行解调与逆组合。
本实施例通过低功耗mcu设备软件集成技术，嵌入式gpu计算加速技术，低功耗mcu架构下目标特征数据库集成技术实现用于视频传输的宽带通信系统。通过将功耗及效率较低的进行并行并行处理，使用适合视频转图像数据后的低功耗mcu+gpu架构设备，实现视频转图像后的多图像加密功能，提高效率并保证了保密性，可以利用反复迭代的方式进行系统修正，提高加密算法的安全性。
具体地，如图2，所述图像加密数据采用混沌映射加密程序，包括：
步骤1，分割图像为b×b阵列的子图像，子图像的边长为t，随机标识子图像序号，建立子图像序列；
步骤2，对子图像序列中的子图像，使用边长小于t的矩阵网络对子图像进行数字采样得到数字图像；
步骤3，对步骤2的数字图像的顺序进行加密，并提取像素值序列矩阵；
步骤4，对像素值序列矩阵进行混沌猫映射加密；
步骤5，对下一图像进行加密，重复步骤1，与上一图像的进行对比匹配，匹配成功的直接调用步骤4的混沌猫加密结果，匹配失败的重复步骤2-步骤4。
详细地，所述步骤2还包括：
步骤2.1，计算子图像的相邻像素dct系数差值平均值
步骤2.2，设定分类阀值；
步骤2.3，比较步骤1的子图像的相邻像素dct系数差值平均值
步骤2.4，根据分级的结果，设置不同的边长的矩阵网络进行数字采样，分级结果的优先级越高，边长越短；
其中，分级结果由高到低分为快速变化子图像、过度变化子图像以及缓慢变化子图像。采用不同子图像不同的采样能够自适应的优化采样速率，提高处理效率。
比如，所述快速变化子图像对应的矩阵网络边长＝2×过度变化子图像的矩阵网络边长＝4×缓慢变化子图像的矩阵网络边长。或者其他类似的大小关系均可适应。
本实施例中，mcu处理器加载初始化程序包括：
步骤a，mcu处理器启动，视频编码模块自检；
步骤b，加载主flash存储器中的操作系统；
步骤c，加载主flash存储器中的加载有视频数据采集算法、视频图像数据转换算法以及通信传输算法并运行；
步骤d，加载备flash存储器中的图像帧数据加密算法，同时通过串口检测数据传输模块的工作状态。
优选地，所述数据传输模块为光纤通信数据传输模块。采用光纤通信能够利用其容量大、速率高的特点。
具体地，如图3，所述光纤通信数据传输模块包括并联的两个光收发信机组合，光收发信机组合包括一个光发信机和对应的光接收机，两个光收发信机组合使用相同的光纤通道；所述两个光收发信机组合一个为光收发信机组合，另一个为光收发信机组合，主光收发信机组合与备光收发信机组合之间连接有控制处理器；所述控制处理器内置有定时器以及协调发信程序。
详细地，所述协调发信程序包括：
步骤a，控制处理器控制备光发射机进行光纤信道时延测试，测试结果为t1；
步骤b，控制处理器控制备光发信机进行定时器设置，设置为t1/2；
步骤c，控制备用发信机随机产生表征主光信号参数序列的备用光信号，根据所述主光信号参数序列对主光信号进行编码并发生，备光发信机时延t1/2后，向光纤信道发射表征主光信号参数序列的备用光信号；
步骤d，重复步骤a-步骤c。
具体地，所述主光信号参数为主光信号周期。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
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