CN111757063A - 基于5g环境下的视频流传输方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于5G环境下的视频流传输方法和系统，所述方法包括：视频采集设备采集当前的视频图像；所述视频采集设备将当前的视频图像与预置的背景图像作适配，并从当前的视频图像中提取出敏感图像信息；所述视频采集设备对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文；所述视频采集设备通过5G通信网络将所述敏感图像信息密文发送给云平台；所述云平台对所述敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息；所述云平台将所述敏感图像信息与预置的背景图像进行图像拼接，得到拼接视频图像，并将其按照时间顺序衔接至视频流文件对应的节点上。本发明在确保视频安全传输的同时，进一步提升了视频传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及视频传输领域，尤其涉及一种基于5G环境下的视频流传输方法和系统。
背景技术
由于视频信息十分丰富且信息量大，传统网络的传输速度慢，当前主流的解决办法则是采用一种专用的流体化技术（即视频流技术）提取文件。即由发送端向接收端传输视频文件时，不是一次将文件整体发送出去，而是先按播放的时间顺序将其分为小的片断，类似于图像中的帧，然后将这些片断依次传输给接收端，由接收端的网络播放工具接收到这些片断后，连续播放这些片断，即可以展现完整的视频图像。
随着5G时代的到来，终端连接数量会呈现爆发式发展，各行各业物联网转型将显著提速。例如，摄像头终端采集的视频图像信息量是巨大的。一帧640×480分辨度的彩色图像，其数据量为0.92MB，而且为了确保视频数据信息在5G网络的安全传输，还需要对每一帧视频图像不断进行加解密处理，然而频繁加解密势必会影响视频流传输效率，无法满足5G环境对低延时的需求。
发明内容
为了解决上述问题，有必要提供一种基于5G环境下的视频流传输方法和系统。
本发明第一方面提出一种基于5G环境下的视频流传输方法，所述方法包括以下步骤：
视频采集设备采集当前的视频图像，将当前的视频图像与预置的背景图像作适配，并从当前的视频图像中提取出与背景图像的差异图像信息；
通过图像分类模型对所述差异图像信息进行图像分类，得到敏感图像信息和非敏感图像信息；
所述视频采集设备对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文，并通过5G通信网络将所述敏感图像信息密文和非敏感图像信息一起发送给云平台；
所述云平台对所述敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息，将所述敏感图像信息、所述非敏感图像信息与预置的背景图像进行图像拼接，得到拼接视频图像，并将其按照时间顺序衔接至视频流文件对应的节点上。
进一步的，所述视频采集设备对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文之后，所述方法还包括：
所述视频采集设备对敏感图像信息密文进行签名得到敏感图像签名信息，并将所述敏感图像签名信息发送给云平台；
所述云平台对所述敏感图像签名信息进行验签；
待验签通过后，对其中的敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息。
进一步的，在所述视频采集设备对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文之前，所述方法还包括：
所述视频采集设备与所述云平台进行双向身份认证；
待双向认证通过后，所述视频采集设备与所述云平台进行密钥协商以得到共享密钥，所述视频采集设备与所述云平台分别基于所述共享密钥进行加解密通信。
进一步的，所述视频采集设备与所述云平台进行双向身份认证，具体包括：
在所述视频采集设备的第一安全模块中预置其数字证书和公私密钥，并在所述云平台的第二安全模块预置其数字证书和公私密钥；
所述视频采集设备向所述云平台发送连接请求；
所述云平台响应该连接请求并向所述视频采集设备返回所述云平台的数字证书以及经其私钥签名的相关身份信息；
所述视频采集设备验证所述云平台的数字证书的合法性，采用所述云平台数字证书中的公钥对私钥签名的相关身份信息进行解密，并比对解密后的相关身份信息与所述云平台数字证书中的身份信息是否一致，以对所述云平台的身份认证；
所述视频采集设备向所述云平台返回视频采集设备的数字证书以及经其私钥签名的相关身份信息；
所述云平台验证所述视频采集设备的数字证书的合法性；采用所述视频采集设备数字证书中的公钥对私钥签名的相关身份信息进行解密，并比对解密后的相关身份信息与所述视频采集设备数字证书中的身份信息是否一致，以对所述视频采集设备的身份认证。
进一步的，所述视频采集设备与所述云平台进行密钥协商以得到共享密钥，具体包括：
所述视频采集设备产生一个一次性的私有密钥x，计算获得公开密钥R1=GxmodP并将其通过网络通信发送给云平台，其中P、G均为公开的素数，mod为求余函数；
所述云平台产生一个一次性的私有密钥y，计算获得公开密钥R2=GymodP并将其通过网络通信发送给所述视频采集设备作为响应；
所述视频采集设备根据公开密钥R2，计算x次方得出密钥K=(R2)xmodP=GxymodP；
所述云平台根据公开密钥R1，计算y次方得出密钥K=(R1)ymodP=GxymodP。
本发明第二方面还提出一种基于5G环境下的视频流传输系统，包括云平台和内置有图像分类模型的视频采集设备；
所述视频采集设备，用于采集当前的视频图像，将当前的视频图像与预置的背景图像作适配，并从当前的视频图像中提取出敏感图像信息；然后对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文；最后通过5G通信网络将所述敏感图像信息密文发送给云平台；
所述云平台，用于对所述敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息，将所述敏感图像信息与预置的背景图像进行图像拼接，得到拼接视频图像，并将其按照时间顺序衔接至视频流文件对应的节点上。
进一步的，所述视频采集设备还包括：
所述视频采集设备，用于采集当前的视频图像，将当前的视频图像与预置的背景图像作适配，并从当前的视频图像中提取出与背景图像的差异图像信息；通过图像分类模型对所述差异图像信息进行图像分类，得到敏感图像信息和非敏感图像信息；对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文，并通过5G通信网络将所述敏感图像信息密文和非敏感图像信息一起发送给云平台；
所述云平台，用于对所述敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息，将所述敏感图像信息、所述非敏感图像信息与预置的背景图像进行图像拼接，得到拼接视频图像，并将其按照时间顺序衔接至视频流文件对应的节点上。
进一步的，所述视频采集设备包括第一安全模块，所述云平台包括第二安全模块，所述第一安全模块中预置其数字证书和公私密钥，所述第二安全模块预置其数字证书和公私密钥；所述视频采集设备和所述云平台分别通过所述第一安全模块和所述第二安全模块进行双向身份认证、密钥协商。
本发明提出的基于5G环境下的视频流传输方法和系统，仅对敏感图像信息进行加解密处理，对其它图像信息无需进行加解密操作，继而在保护敏感图像信息的同时，进一步提升了视频传输效率，因此本发明能够达到安全与高效兼顾的效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明一种基于5G环境下的视频流传输方法的流程图；
图2示出了本发明的视频采集设备与云平台进行双向身份认证的流程图；
图3示出了本发明的视频采集设备与云平台进行密钥协商的流程图；
图4示出了本发明一种基于5G环境下的视频流传输系统的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了本发明一种基于5G环境下的视频流传输方法的流程图。
如图1所示，本发明第一方面提出一种基于5G环境下的视频流传输方法，所述方法包括以下步骤：
S101,视频采集设备与云平台同步预置背景图像；
S102,视频采集设备采集当前的视频图像；
S103,视频采集设备将当前的视频图像与预置的背景图像作适配，并从当前的视频图像中提取出与背景图像的差异图像信息；
S104,视频采集设备通过图像分类模型对所述差异图像信息进行图像分类，得到敏感图像信息和非敏感图像信息；
S105,视频采集设备对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文；
S106,视频采集设备通过5G通信网络将所述敏感图像信息密文和非敏感图像信息一起发送给云平台；
S107,云平台对所述敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息；
S108,云平台将所述敏感图像信息、所述非敏感图像信息与预置的背景图像进行图像拼接，得到拼接视频图像，并将其按照时间顺序衔接至视频流文件对应的节点上。
需要说明的是，由云平台不断接收视频采集设备传送的视频图像片段，并将其按照时间顺序衔接至视频流文件对应的节点，进而便于用户进行下载、缓冲或网络在线直播。
优选的，所述视频采集设备可以为高清摄像头。
进一步的，所述视频采集设备采集初始的视频图像并同步给所述云平台，且初始的视频图像分别预存于所述视频采集设备和所述云平台，以作为二者预置的背景图像。
可以理解，在视频采集设备装设完成后所采集的第一帧视频图像可以作为初始的背景图像，并将初始的背景图像同步给云平台，以便于云平台进行视频拼接。
可以理解，本发明的方法可以应用在视频监控领域。具体的，视频采集设备需要实时采集现场的环境变化，并以视频流的方式传输给云平台，方便监控人员进行远程监控。在一些监控场合下，视频采集设备实时采集特定环境的视频图像并传输给云平台，传送过程为了保护视频图像中出现的敏感图像信息（如人物、车辆），需要对传送的视频图像进行加密处理。通常监控现场的环境不会变化，如果每一帧视频图像都包含完整的现场环境，则势必会增加了加解密的时间，继而降低了视频传输的整体效率。而采用本发明的方法，仅对敏感图像信息（如人物、车辆等）加解密处理，而对非敏感图像信息（如动物等）不会涉及到隐私安全风险，进而无需加解密处理。相较于传统整幅视频图像的加解密方式，本发明由于敏感图像信息量远远小于整幅视频图像，因此加解密速度能够得以有效提升，进而能够满足5G环境下的低延时需求。
根据本发明的实施例，所述视频采集设备对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文之后，所述方法还包括：
所述视频采集设备对敏感图像信息密文进行签名得到敏感图像签名信息，并将所述敏感图像签名信息发送给云平台；
所述云平台对所述敏感图像签名信息进行验签；
待验签通过后，对其中的敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息。
需要说明的是，本发明仅仅对敏感图像信息进行签名、验签、加解密操作，并不会对其它非敏感图像信息以及背景图像进行签名、验签、加解密操作，在确保视频安全传输的同时，进一步提升了视频传输的效率。
根据本发明的实施例，在所述视频采集设备对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文之前，所述方法还包括：
所述视频采集设备与所述云平台进行双向身份认证；
待双向认证通过后，所述视频采集设备与所述云平台进行密钥协商以得到共享密钥，所述视频采集设备与所述云平台分别基于所述共享密钥进行加解密通信。
如图2所示，所述视频采集设备与所述云平台进行双向身份认证，具体包括：
在所述视频采集设备的第一安全模块中预置其数字证书和公私密钥，并在所述云平台的第二安全模块预置其数字证书和公私密钥；
所述视频采集设备向所述云平台发送连接请求；
所述云平台响应该连接请求并向所述视频采集设备返回所述云平台的数字证书以及经其私钥签名的相关身份信息；
所述视频采集设备验证所述云平台的数字证书的合法性，采用所述云平台数字证书中的公钥对私钥签名的相关身份信息进行解密，并比对解密后的相关身份信息与所述云平台数字证书中的身份信息是否一致，以对所述云平台的身份认证；
所述视频采集设备向所述云平台返回视频采集设备的数字证书以及经其私钥签名的相关身份信息；
所述云平台验证所述视频采集设备的数字证书的合法性；采用所述视频采集设备数字证书中的公钥对私钥签名的相关身份信息进行解密，并比对解密后的相关身份信息与所述视频采集设备数字证书中的身份信息是否一致，以对所述视频采集设备的身份认证。
如图3所示，所述视频采集设备与所述云平台进行密钥协商以得到共享密钥，具体包括：
所述视频采集设备产生一个一次性的私有密钥x，计算获得公开密钥R1=GxmodP并将其通过网络通信发送给云平台，其中P、G均为公开的素数，mod为求余函数；
所述云平台产生一个一次性的私有密钥y，计算获得公开密钥R2=GymodP并将其通过网络通信发送给所述视频采集设备作为响应；
所述视频采集设备根据公开密钥R2，计算x次方得出密钥K=(R2)xmodP=GxymodP；
所述云平台根据公开密钥R1，计算y次方得出密钥K=(R1)ymodP=GxymodP。
由此可知，所述视频采集设备计算的密钥等于所述云平台计算的密钥，从而实现二者的密钥协商。
可以理解，本发明方法中的签名、验签以及加解密过程均是由第一安全模块和/或第二安全模块完成的。
在通信过程中，可预设固定的时间阈值或数据包阈值，当累计时间或累计的数据包数量达到预设阈值时，重新进行所述视频采集设备和所述云平台的双向身份认证以及密钥协商，这样可以确保所述视频采集设备和所述云平台之间通信的安全性。
图4示出了本发明一种基于5G环境下的视频流传输系统的框图。
如图4所示，本发明第二方面还提出一种基于5G环境下的视频流传输系统，包括云平台和内置有图像分类模型的视频采集设备；
所述视频采集设备，用于采集当前的视频图像，将当前的视频图像与预置的背景图像作适配，并从当前的视频图像中提取出与背景图像的差异图像信息；通过图像分类模型对所述差异图像信息进行图像分类，得到敏感图像信息和非敏感图像信息；对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文，并通过5G通信网络将所述敏感图像信息密文和非敏感图像信息一起发送给云平台；
所述云平台，用于对所述敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息，将所述敏感图像信息、所述非敏感图像信息与预置的背景图像进行图像拼接，得到拼接视频图像，并将其按照时间顺序衔接至视频流文件对应的节点上。
进一步的，所述视频采集设备包括第一安全模块，所述云平台包括第二安全模块，所述第一安全模块中预置其数字证书和公私密钥，所述第二安全模块预置其数字证书和公私密钥；所述视频采集设备和所述云平台分别通过所述第一安全模块和所述第二安全模块进行双向身份认证、密钥协商。
进一步的，所述视频采集设备还包括第一通信模块，所述云平台还包括第二通信模块，第一通信模块与第二通信模块可以通过无线或有线网络进行通信。优选的，第一通信模块与第二通信模块分别为5G通信模块，但不限于此。
本发明提出一种基于5G环境下的视频流传输方法和系统，仅对敏感图像信息进行加解密处理，对其它图像信息无需进行加解密操作，继而在保护敏感图像信息的同时，进一步提升了视频传输效率，因此本发明能够达到安全与高效兼顾的效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种基于5G环境下的视频流传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
视频采集设备采集当前的视频图像，将当前的视频图像与预置的背景图像作适配，并从当前的视频图像中提取出与背景图像的差异图像信息；
通过图像分类模型对所述差异图像信息进行图像分类，得到敏感图像信息和非敏感图像信息；
所述视频采集设备对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文，并通过5G通信网络将所述敏感图像信息密文和非敏感图像信息一起发送给云平台；
所述云平台对所述敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息，将所述敏感图像信息、所述非敏感图像信息与预置的背景图像进行图像拼接，得到拼接视频图像，并将其按照时间顺序衔接至视频流文件对应的节点上。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G环境下的视频流传输方法，其特征在于，所述视频采集设备对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文之后，所述方法还包括：
所述视频采集设备对敏感图像信息密文进行签名得到敏感图像签名信息，并将所述敏感图像签名信息发送给云平台；
所述云平台对所述敏感图像签名信息进行验签；
待验签通过后，对其中的敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于5G环境下的视频流传输方法，其特征在于，在所述视频采集设备对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文之前，所述方法还包括：
所述视频采集设备与所述云平台进行双向身份认证；
待双向认证通过后，所述视频采集设备与所述云平台进行密钥协商以得到共享密钥，所述视频采集设备与所述云平台分别基于所述共享密钥进行加解密通信。
4.根据权利要求3所述的一种基于5G环境下的视频流传输方法，其特征在于，所述视频采集设备与所述云平台进行双向身份认证，具体包括：
在所述视频采集设备的第一安全模块中预置其数字证书和公私密钥，并在所述云平台的第二安全模块预置其数字证书和公私密钥；
所述视频采集设备向所述云平台发送连接请求；
所述云平台响应该连接请求并向所述视频采集设备返回所述云平台的数字证书以及经其私钥签名的相关身份信息；
所述视频采集设备验证所述云平台的数字证书的合法性，采用所述云平台数字证书中的公钥对私钥签名的相关身份信息进行解密，并比对解密后的相关身份信息与所述云平台数字证书中的身份信息是否一致，以对所述云平台的身份认证；
所述视频采集设备向所述云平台返回视频采集设备的数字证书以及经其私钥签名的相关身份信息；
所述云平台验证所述视频采集设备的数字证书的合法性；采用所述视频采集设备数字证书中的公钥对私钥签名的相关身份信息进行解密，并比对解密后的相关身份信息与所述视频采集设备数字证书中的身份信息是否一致，以对所述视频采集设备的身份认证。
5.根据权利要求3所述的一种基于5G环境下的视频流传输方法，其特征在于，所述视频采集设备与所述云平台进行密钥协商以得到共享密钥，具体包括：
所述视频采集设备产生一个一次性的私有密钥x，计算获得公开密钥R1=GxmodP并将其通过网络通信发送给云平台，其中P、G均为公开的素数，mod为求余函数；
所述云平台产生一个一次性的私有密钥y，计算获得公开密钥R2=GymodP并将其通过网络通信发送给所述视频采集设备作为响应；
所述视频采集设备根据公开密钥R2，计算x次方得出密钥K=(R2)xmodP=GxymodP；
所述云平台根据公开密钥R1，计算y次方得出密钥K=(R1)ymodP=GxymodP。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于5G环境下的视频流传输方法，其特征在于，在视频采集设备采集当前的视频图像之前，所述方法还包括：
所述视频采集设备采集初始的视频图像并同步给所述云平台，且初始的视频图像分别预存于所述视频采集设备和所述云平台，以作为二者预置的背景图像。
7.一种基于5G环境下的视频流传输系统，其特征在于，包括云平台和内置有图像分类模型的视频采集设备；
所述视频采集设备，用于采集当前的视频图像，将当前的视频图像与预置的背景图像作适配，并从当前的视频图像中提取出与背景图像的差异图像信息；通过图像分类模型对所述差异图像信息进行图像分类，得到敏感图像信息和非敏感图像信息；对所述敏感图像信息进行加密得到对应的敏感图像信息密文，并通过5G通信网络将所述敏感图像信息密文和非敏感图像信息一起发送给云平台；
所述云平台，用于对所述敏感图像信息密文进行解密得到敏感图像信息，将所述敏感图像信息、所述非敏感图像信息与预置的背景图像进行图像拼接，得到拼接视频图像，并将其按照时间顺序衔接至视频流文件对应的节点上。
8.根据权利要求7所述的一种基于5G环境下的视频流传输系统，其特征在于，所述视频采集设备包括第一安全模块，所述云平台包括第二安全模块，所述第一安全模块中预置其数字证书和公私密钥，所述第二安全模块预置其数字证书和公私密钥；所述视频采集设备和所述云平台分别通过所述第一安全模块和所述第二安全模块进行双向身份认证、密钥协商。
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| CN202010603920.8A CN111757063A (zh) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 基于5g环境下的视频流传输方法和系统 |
Publications (1)
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|---|---|
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| CN202010603920.8A Pending CN111757063A (zh) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 基于5g环境下的视频流传输方法和系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201009 |