CN113810409A - 实现视频加密及智能应用的边缘处理系统 - Google Patents

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吴松洋
尚岩峰
戴杰
齐力
周丽存
杨明
梁辰
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Abstract

本发明涉及一种实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，包括视频加密模块，接入实时视频流，用于转换实时视频流数据并加密，对外提供加密视频数据流服务；视频智能应用模块，与所述的视频加密模块相连接，共享接入视频流，用于解析视频流目标信息，并对解析的数据进行实时业务应用。采用了本发明的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，通过组合视频加密模块与智能应用模块，将硬件计算边缘化，在边缘设备上保证视频数据的安全性，同时对实时视频进行的高效解析应用，为安防、工业安全管理等领域提供安全、高效、快速、灵活的解决方案。

Description

实现视频加密及智能应用的边缘处理系统
技术领域
本发明涉及信息安全与人工智能领域，尤其涉及视频安全与视频分析领域，具体是指一种实现视频加密及智能应用的边缘处理系统。
背景技术
随着近年来视频图像的技术的不断发展，视频数据的安全性是一个高热的话题。目前在安防、工业生产等领域，视频数据依然以裸流的方式传输，更有甚者会在互联网上传输，这种方式具有极大的安全风险，对安防、工业生产等领域的数据安全性管理来说是具有极高风险的；此外，视频数据利用不充分，在发生突发事件时需要人工回放过长的视频，且视频保存、传输的冗余度过高，不能高效的定位关键数据。这些问题对安防、工业生产管理等领域来说是极具挑战性的。
近年来，国家相关部门陆续出台多项政策法规指导网络监控安全体系建设，其中《公共安全视频监控联网信息安全技术要求》(GB35114标准)作为我国首个针对视频监控联网信息安全的技术标准受到相关部门的高度关注，但该标准对实现设备及方式没有提出具体的方案；此外，随着人工智能的不断发展，深度学习技术已经开始在安防、工业生产管理等领域中发挥作用。但深度学习的庞大计算量是安防、工业管理智能化的一个庞大阻碍。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足安全、高效、快速、灵活的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统。
为了实现上述目的，本发明的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统如下：
该实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，其主要特点是，所述的系统包括：
视频加密模块，接入实时视频流，用于转换实时视频流数据并加密，对外提供加密视频数据流服务；
视频智能应用模块，与所述的视频加密模块相连接，共享接入视频流，用于解析视频流目标信息，并对解析的数据进行实时业务应用。
较佳地，所述的视频加密模块包括：
视频流接入单元，用于通过两种类型的相机设备采集视频；
视频流加密单元，与所述的视频流接入单元相连接，用于对视频解封装、转换、加密及封装，主要包括视频数据解析模块以及视频数据加密模块。
较佳地，所述的视频流加密单元包括：
视频数据解析子单元，与所述的视频流接入单元相连接，用于将视频数据解析成YUV420数据格式；
视频数据加密子单元，与所述的视频数据解析子单元相连接，用于对视频数据解析子单元解析的数据进行频域转换，对频域视频数据进行加密后得到加密的视频数据。
较佳地，所述的视频流加密单元通过信令完成建立视频服务请求，传输加密视频数据，并完成或停止视频服务。
较佳地，所述的视频智能应用模块包括：
视频智能解析单元，与所述的视频加密模块相连接，用于利用边缘设备上的深度学习硬件加速芯片进行目标提取及目标结构化描述；
视频业务应用单元，与所述的视频智能解析单元相连接，用于对视频智能解析单元解析后的目标数据进行实时实际业务应用与分析。
较佳地，所述的视频智能解析单元包括：
目标提取子单元，与视频流接入单元相连接，用于解析视频帧数据，提取帧中的感兴趣目标位置和像素，并对目标建模提取特征，得到目标模型；
目标结构化描述子单元，与所述的目标提取子单元相连接，用于对目标及模型进行结构化描述，得到结构化描述目标。
较佳地，所述的视频业务应用单元根据业务需求在边缘设备上进行业务处理，并通过数据通讯协议将解析的数据传输至目的地。
较佳地，所述的视频流接入单元采用的相机设备包括网络摄像头和本地摄像头，其中，所述的网络摄像头为RJ45接口，通过RTSP协议或RTMP协议取流，所述的本地摄像头采用USB接口或CMOS串行接口，通过文件句柄获取视频图像。
采用了本发明的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，通过组合视频加密模块与智能应用模块，将硬件计算边缘化，在边缘设备上保证视频数据的安全性，同时对实时视频进行的高效解析应用，为安防、工业安全管理等领域提供安全、高效、快速、灵活的解决方案。
附图说明
图1为本发明的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统的功能模块图。
图2为本发明的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统的视频处理示意图。
图3为本发明的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统的视频智能应用模块的功能示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，其中包括：
视频加密模块，接入实时视频流，用于转换实时视频流数据并加密，对外提供加密视频数据流服务；
视频智能应用模块，与所述的视频加密模块相连接，共享接入视频流，用于解析视频流目标信息，并对解析的数据进行实时业务应用。
作为本发明的优选实施方式，所述的视频加密模块包括：
视频流接入单元，用于通过两种类型的相机设备采集视频；
视频流加密单元，与所述的视频流接入单元相连接，用于对视频解封装、转换、加密及封装，主要包括视频数据解析模块以及视频数据加密模块。
作为本发明的优选实施方式，所述的视频流加密单元包括：
视频数据解析子单元，与所述的视频流接入单元相连接，用于将视频数据解析成YUV420数据格式；
视频数据加密子单元，与所述的视频数据解析子单元相连接，用于对视频数据解析子单元解析的数据进行频域转换，对频域视频数据进行加密后得到加密的视频数据。
作为本发明的优选实施方式，所述的视频流加密单元通过信令完成建立视频服务请求，传输加密视频数据，并完成或停止视频服务。
作为本发明的优选实施方式，所述的视频智能应用模块包括：
视频智能解析单元，与所述的视频加密模块相连接，用于利用边缘设备上的深度学习硬件加速芯片进行目标提取及目标结构化描述；
视频业务应用单元，与所述的视频智能解析单元相连接，用于对视频智能解析单元解析后的目标数据进行实时实际业务应用与分析。
作为本发明的优选实施方式，所述的视频智能解析单元包括：
目标提取子单元，与视频流接入单元相连接，用于解析视频帧数据，提取帧中的感兴趣目标位置和像素，并对目标建模提取特征，得到目标模型；
目标结构化描述子单元，与所述的目标提取子单元相连接，用于对目标及模型进行结构化描述，得到结构化描述目标。
作为本发明的优选实施方式，所述的视频业务应用单元根据业务需求在边缘设备上进行业务处理，并通过数据通讯协议将解析的数据传输至目的地。
作为本发明的优选实施方式，所述的视频流接入单元采用的相机设备包括网络摄像头和本地摄像头，其中，所述的网络摄像头为RJ45接口，通过RTSP协议或RTMP协议取流，所述的本地摄像头采用USB接口或CMOS串行接口，通过文件句柄获取视频图像。
本发明的具体实施方式中，涉及一种视频加密及智能应用的边缘处理设备，具体包括：
视频加密模块，接入实时视频流，用于转换实时视频流数据并加密，对外提供加密视频数据流服务，提供安全、可靠的加密视频数据；
视频智能应用模块，与所述的视频加密模块共享接入视频流，用于解析视频流目标信息，并对解析的数据进行实时实际业务应用；可提供视频结构化解析的数据并根据安防、工业管理等领域业务需求提供可靠、有效的应用。
所述的视频加密模块包括：
视频流接入单元，采用两种类型的相机设备，包括网络摄像头和本地摄像头；
视频流加密单元，对视频解封装、转换、加密、封装的操作，主要包括视频数据解析子单元以及视频数据加密子单元：
视频数据解析子单元是对视频接入模块的视频数据解析成YUV420数据格式；然后在视频数据加密子单元中实现解码后数据的频域转换，加密，最后编码封装成加密视频数据。其中加密算法是以SVAC(安全防范监控数字视音频编解码技术标准)实现的硬件编码算法。
视频数据加密子单元是对视频数据解析子单元解析的数据进行频域转换，使用SVAC标准的视频加密算法对频域视频数据进行加密后得到加密的视频数据。
视频流加密单元是通过信令完成建立视频服务请求、传输加密视频数据、完成或停止视频服务的功能。
所述的网络摄像头为RJ45接口，通过RTSP、RTMP等协议取流。
所述的本地摄像头采用USB接口或CMOS串行接口，且通过文件句柄获取视频图像。
所述的智视频智能应用模块用于对接入的实时视频流进行智能解析与应用，包括视频智能解析单元与视频业务应用单元。
所述的视频智能解析单元是利用边缘设备上深度学习硬件加速芯片完成对目标提取及目标结构化描述的功能，包括：目标提取子单元、目标结构化描述子单元等，但不限于上述视频分析模块，如目标跟踪等。目标提取子单元，与所述视频流接入单元相连接，用于解析视频帧数据，提取帧中的感兴趣目标位置和像素，并对目标建模提取特征，得到目标模型；目标结构化描述子单元，与目标提取子单元相连接，用于对目标、模型进行结构化描述，得到结构化描述目标。
所述的视频业务应用单元是在边缘设备上对视频智能解析单元解析后的目标数据进行实时实际业务应用与分析。根据视频智能解析单元解析的数据，可根据业务需求在边缘设备上实现较为简单的业务，如在人脸识别场景中，可对人脸检测对比，在此基础上实现黑名单、白名单判别，如人员作业场景中，可对未佩戴安全帽人员实时预警；同时可通过数据通讯协议将解析的数据传输至目的地，如可将目标结构化数据以GA/T 1400标准传输至服务端或云平台端实现数据统一管理。
采用了本发明的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，通过组合视频加密模块与智能应用模块，将硬件计算边缘化，在边缘设备上保证视频数据的安全性，同时对实时视频进行的高效解析应用，为安防、工业安全管理等领域提供安全、高效、快速、灵活的解决方案。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，其特征在于，所述的系统包括：
视频加密模块，接入实时视频流，用于转换实时视频流数据并加密，对外提供加密视频数据流服务；
视频智能应用模块，与所述的视频加密模块相连接，共享接入视频流，用于解析视频流目标信息，并对解析的数据进行实时业务应用。
2.根据权利要求1所述的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，其特征在于，所述的视频加密模块包括：
视频流接入单元，用于通过两种类型的相机设备采集视频；
视频流加密单元，与所述的视频流接入单元相连接，用于对视频解封装、转换、加密及封装，主要包括视频数据解析模块以及视频数据加密模块。
3.根据权利要求2所述的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，其特征在于，所述的视频流加密单元包括：
视频数据解析子单元，与所述的视频流接入单元相连接，用于将视频数据解析成YUV420数据格式；
视频数据加密子单元，与所述的视频数据解析子单元相连接，用于对视频数据解析子单元解析的数据进行频域转换，对频域视频数据进行加密后得到加密的视频数据。
4.根据权利要求2所述的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，其特征在于，所述的视频流加密单元通过信令完成建立视频服务请求，传输加密视频数据，并完成或停止视频服务。
5.根据权利要求1所述的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，其特征在于，所述的视频智能应用模块包括：
视频智能解析单元，与所述的视频加密模块相连接，用于利用边缘设备上的深度学习硬件加速芯片进行目标提取及目标结构化描述；
视频业务应用单元，与所述的视频智能解析单元相连接，用于对视频智能解析单元解析后的目标数据进行实时实际业务应用与分析。
6.根据权利要求5所述的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，其特征在于，所述的视频智能解析单元包括：
目标提取子单元，与视频流接入单元相连接，用于解析视频帧数据，提取帧中的感兴趣目标位置和像素，并对目标建模提取特征，得到目标模型；
目标结构化描述子单元，与所述的目标提取子单元相连接，用于对目标及模型进行结构化描述，得到结构化描述目标。
7.根据权利要求5所述的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，其特征在于，所述的视频业务应用单元根据业务需求在边缘设备上进行业务处理，并通过数据通讯协议将解析的数据传输至目的地。
8.根据权利要求2所述的实现视频加密及智能应用的边缘处理系统，其特征在于，所述的视频流接入单元采用的相机设备包括网络摄像头和本地摄像头，其中，所述的网络摄像头为RJ45接口，通过RTSP协议或RTMP协议取流，所述的本地摄像头采用USB接口或CMOS串行接口，通过文件句柄获取视频图像。
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