[發(fā)明專利]機(jī)載視頻回傳方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010887027.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN111970519B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏祥麟;俞石云;王彥剛;施偉;楊海濤;王龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N19/88
• 分類號(hào): H04N19/88;H04W12/00;H04W84/06;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 石家莊輕拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13128
• 代理人: 黃輝本

本發(fā)明公開了一種機(jī)載視頻回傳方法，涉及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括如下步驟：參數(shù)訓(xùn)練與部署：將訓(xùn)練得到的壓縮加密神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、目標(biāo)識(shí)別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算得到的混淆置亂碼表加載到機(jī)載發(fā)送端，將訓(xùn)練得到的解壓縮解密神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、目標(biāo)識(shí)別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算得到的解混淆置亂碼表加載到視頻接收端；視頻數(shù)據(jù)采集與傳輸：飛機(jī)到達(dá)任務(wù)區(qū)域后，由機(jī)載發(fā)送端將機(jī)載攝像頭拍攝的視頻，經(jīng)由無(wú)線通信信道，回傳到視頻接收端；參數(shù)更新與部署。所述方法具有對(duì)傳輸帶寬要求低，且恢復(fù)出的視頻一致性高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)載視頻回傳方法。

背景技術(shù)

在災(zāi)害預(yù)警響應(yīng)、遠(yuǎn)海維權(quán)執(zhí)法等應(yīng)用場(chǎng)景中，通過部署攜帶攝像頭的有人或無(wú)人飛機(jī)，可以第一時(shí)間獲得任務(wù)地域的視頻信息。機(jī)載視頻信息回傳到控制中心后，可以為控制決策提供依據(jù)，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。但是，機(jī)載場(chǎng)景下，視頻回傳所采用的無(wú)線通信信道或網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬較小且不穩(wěn)定，難以傳輸原始視頻流，需要進(jìn)行視頻壓縮傳輸。此外，為了避免回傳的視頻被第三方捕獲，還需要對(duì)視頻進(jìn)行加密或混淆處理，保證傳輸安全性?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)視頻的壓縮和加密通常分開進(jìn)行。

視頻壓縮具有多種標(biāo)準(zhǔn)，如H.264、AVS等，其中一些已經(jīng)應(yīng)用到機(jī)載視頻處理上。例如：中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)“一種無(wú)人機(jī)機(jī)載多傳感器多處理器的視頻壓縮處理方法和裝置”(申請(qǐng)?zhí)枺?02010211934.5，公開號(hào)：CN 111314710A，公開日：2020年6月19日)，采用H.264標(biāo)準(zhǔn)對(duì)無(wú)人機(jī)載視頻進(jìn)行壓縮。但其并未考慮視頻加密問題。

視頻加密一般通過順序置亂、混沌系統(tǒng)、選擇性加密等方法完成。例如：中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)“基于滑動(dòng)加密窗口的混沌視頻加密方法”(申請(qǐng)?zhí)枺?01810017207.8，公開號(hào)：CN108199823 A，公開日：2018年6月22日)采用混沌系統(tǒng)和量子細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)H.264視頻進(jìn)行加密。但由于混沌系統(tǒng)的幀間依賴性，該方法難以解決傳輸過程中數(shù)據(jù)丟失帶來(lái)的問題。

深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有發(fā)現(xiàn)圖像中隱含特征的能力，因而近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于圖像識(shí)別和分類研究，也可以用于進(jìn)行圖像壓縮和加密處理。例如：文獻(xiàn)“基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的視頻加密與壓縮技術(shù)的研究”，(大連理工大學(xué)，碩士論文，2009年6月)，提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將視頻加密和壓縮一體化完成的方法。包括首先訓(xùn)練一個(gè)包含1個(gè)輸入層、1個(gè)輸出層和1個(gè)隱含層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于圖像壓縮和恢復(fù)，然后利用由輸入層和隱含層構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻壓縮和加密，之后采用由隱含層和輸出層構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻解壓縮和解密，并由發(fā)送端將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)通過信道傳輸?shù)浇邮斩恕?/p>

但是，該方法存在的問題是：1)由于需要將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)與壓縮和加密后的視頻流一起傳輸，當(dāng)前典型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)規(guī)?？梢愿哌_(dá)幾十甚至幾百兆比特，遠(yuǎn)大于機(jī)載視頻的無(wú)線信道帶寬的承載能力，難以適用；2)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有損壓縮過程使得恢復(fù)出的視頻與原始視頻存在一定的不一致性，如何提高接收端恢復(fù)出的視頻與發(fā)送端的視頻的一致性缺乏手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種對(duì)傳輸帶寬要求低，且恢復(fù)出的視頻一致性高的機(jī)載視頻回傳方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種機(jī)載視頻回傳方法，其特征在于包括如下步驟：

參數(shù)訓(xùn)練與部署：將訓(xùn)練得到的壓縮加密神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、目標(biāo)識(shí)別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算得到的混淆置亂碼表部署到機(jī)載發(fā)送端，將訓(xùn)練得到的解壓縮解密神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、目標(biāo)識(shí)別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算得到的解混淆置亂碼表部署到視頻接收端；

視頻數(shù)據(jù)采集與傳輸：飛機(jī)到達(dá)任務(wù)區(qū)域后，由機(jī)載發(fā)送端將機(jī)載攝像頭拍攝的視頻，經(jīng)由無(wú)線通信信道，回傳到視頻接收端；