基于5G通信的智慧城市监控影像安全传输方法与流程

本发明涉及安全传输，具体涉及基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法。

背景技术：

1、城市的监控影像中会包含市民的一些私密信息，监控影像的泄露会侵犯市民的个人利益，因而需对监控视频数据进行加密来防止监控视频信息泄露。

2、传统的自编码网络能够实现数据加密，但是该加密方式很容易被训练重构的方式进行破解。同时自编码网络在训练过程中的激活数据随着训练数据不同和网络结构不同发生变化，因而利用激活数据对自编码网络得到的密文数据进行再次加密，可有效保障数据的安全性。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明实施例提供了基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，该方法包括：

3、获取城市的监控视频图像，根据监控视频图像得到初加密图像；

4、获取激活矩阵，所述激活矩阵包含多列激活数据序列，根据激活矩阵中每列激活数据序列中的数据的取值情况得到每列激活数据序列的初始维度，根据初始维度获取每列激活数据序列的前、后序列；

5、根据每列激活数据序列的前、后序列得到每个置乱左标志值和每个置乱右标志值，根据每个置乱左标志值和每个置乱右标志值得到每个置乱左位置和每个置乱右位置，根据每个置乱左位置和每个置乱右位置对初始加密图像进行加密处理得到最终加密图像。

6、优选的，所述获取激活矩阵，包括具体方法为：

7、对于获取初加密图像的自编码网络，当第k次训练时第i个神经元参数为激活状态时，将第k次训练时第i个神经元参数的激活数据记为1，当第k次训练时第i个神经元参数为不激活状态时，将第k次训练时第i个神经元参数的激活数据记为0，第k次训练时m个神经元参数就会得到一个m维的激活数据序列，训练n次就会得到n个m维的激活数据序列，将每个m维的激活数据序列作为激活矩阵的每列，得到一个n×m的激活矩阵。

8、优选的，所述根据激活矩阵中每列激活数据序列中的数据的取值情况得到每列激活数据序列的初始维度，包括具体方法为：

9、获取每列激活数据序列在激活矩阵中的列数，获取每列激活数据序列中包含1的个数，将每列激活数据序列中1的个数除以列数得到每列激活数据序列的第一商值，将第一商值向下取整后转化为二进制数据，获取第一商值的二进制数据中0的个数记为每列激活数据序列的第一个数；将第一个数作为每列激活数据序列的初始维度。

10、优选的，所述根据初始维度获取每列激活数据序列的前、后序列，包括具体方法为：

11、从初始维度出发向维度增大方向在每列激活数据序列中截取n/2个数据，将截取的n/2个数据构成的序列称为每列激活数据序列的前序列，将剩余的序列拼接的一起构成的序列称为每列激活数据序列的后序列。

12、优选的，所述根据每列激活数据序列的前、后序列得到每个置乱左标志值和每个置乱右标志值，包括具体方法为：

13、对于第r列激活数据序列，将前序列转化为十进制数据得到第r置乱左标志值，将后序列转化为十进制数据得到第r置乱右标志值。

14、优选的，所述根据每个置乱左标志值和每个置乱右标志值得到每个置乱左位置和每个置乱右位置，包括具体方法为：

15、;

16、;

17、其中，v1r表示第r置乱左位置，v2r表示第r置乱右位置，b1r表示第r置乱左标志值，b2r表示第r置乱右标志值，%表示取余符号，l表示初加密图像中像素个数。

18、优选的，所述根据每个置乱左位置和每个置乱右位置对初始加密图像进行加密处理得到最终加密图像，包括具体方法为：

19、根据初始加密图像得到第一加密序列；

20、将第一加密序列中v11处的数据作为第一置乱左像素，将第一加密序列中v21处的数据作为第一置乱右像素，将第一加密序列中第一置乱左像素与第一置乱右像素互相交换得到第二加密序列，将第二加密序列中v12处的数据作为第二置乱左像素，将第二加密序列中v22处的数据作为第二置乱右像素，将第二加密序列中第二置乱左像素与第二置乱右像素互相交换得到第三加密序列；

21、以此类推，将第r加密序列中v1r处的数据作为第r置乱左像素，将第r加密序列中v2r处的数据作为第r置乱右像素，将第r加密序列中第r置乱左像素与第r置乱右像素互相交换得到第r+1加密序列，直至利用最后一个置乱左位置和最后一个置乱右位置完成置乱处理得到最终加密序列；

22、将最终加密序列恢复图像形式得到最终加密图像。

23、优选的，所述根据初始加密图像得到第一加密序列，包括具体方法为：

24、将初始加密图像中每行拼接在一起得到第一加密序列。

25、优选的，所述根据监控视频图像得到初加密图像，包括具体方法为：

26、自编码为自监督网络，网络结构为encoder-decoder结构，网络的输入为每帧监控视频图像，输出为每帧监控视频图像，损失函数为交叉熵损失函数；使损失函数尽可能小，将每帧监控视频图像依次输入到自编码网络中，通过梯度下降法进行网络更新，直至损失函数值收敛完成网络训练；

27、将监控视频图像输入到训练完成的网络中得到的初加密图像。

28、优选的，所述获取城市的监控视频图像，包括具体方法为：

29、获取城市监控摄像头采集到的每帧监控视频图像。

30、本发明实施例至少具有如下有益效果：通过自编码网络进行数据加密容易通过结构化训练被破解，因而直接利用自编码网络得到的加密数据作为密文数据容易被破解泄露，同时由于训练自编码网络的数据不同和网络结构不同其训练过程中的激活情况不同，利用激活数据对自编码网络得到的加密数据再次加密处理，当获取不到完整准确的激活数据时，很难被破解。同时利用激活数据对初始加密图像进行置乱加密处理时，每次置乱是在上一次置乱的基础上进行，因而置乱结果是互相影响的，这种置乱方式具有雪崩效应。破解者很难通过强行破解的方式完成数据破解，因而本发明能够有效保障数据的安全性。

技术特征：

1.基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，其特征在于，所述获取激活矩阵，包括具体方法为：

3.如权利要求1所述的基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，其特征在于，所述根据激活矩阵中每列激活数据序列中的数据的取值情况得到每列激活数据序列的初始维度，包括具体方法为：

4.如权利要求2所述的基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，其特征在于，所述根据初始维度获取每列激活数据序列的前、后序列，包括具体方法为：

5.如权利要求1所述的基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，其特征在于，所述根据每列激活数据序列的前、后序列得到每个置乱左标志值和每个置乱右标志值，包括具体方法为：

6.如权利要求1所述的基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，其特征在于，所述根据每个置乱左标志值和每个置乱右标志值得到每个置乱左位置和每个置乱右位置，包括具体方法为：

7.如权利要求6所述的基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，其特征在于，所述根据每个置乱左位置和每个置乱右位置对初始加密图像进行加密处理得到最终加密图像，包括具体方法为：

8.如权利要求7所述的基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，其特征在于，所述根据初始加密图像得到第一加密序列，包括具体方法为：

9.如权利要求1所述的基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，其特征在于，所述根据监控视频图像得到初加密图像，包括具体方法为：

10.如权利要求1所述的基于5g通信的智慧城市监控影像安全传输方法，其特征在于，所述获取城市的监控视频图像，包括具体方法为：

技术总结
本发明涉及安全传输技术领域，具体涉及基于5G通信的智慧城市监控影像安全传输方法，该方法包括：获取城市的监控视频图像，根据监控视频图像得到初加密图像；获取激活矩阵，根据激活矩阵中每列激活数据序列中的数据的取值情况得到每列激活数据序列的初始维度，根据初始维度获取每列激活数据序列的前、后序列；根据每列激活数据序列的前、后序列得到每个置乱左位置和每个置乱右位置，根据每个置乱左位置和每个置乱右位置对初始加密图像进行加密处理得到最终加密图像。从而提高监控视频图像的传输安全性。

技术研发人员：陈小星,朱晓峰,范向东,李俊,黄佳,冷健,范学峰
受保护的技术使用者：江苏亿通高科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21