[發(fā)明專利]一種基于顯示畫面為載體的數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011294630.6
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112422916B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢勝利
• 申請（專利權(quán)）人: 南京立知未來科技有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/265
• 代理公司: 南京中律知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32341
• 代理人: 沈振濤

1.一種基于顯示畫面為載體的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：

S01，在監(jiān)控畫面?zhèn)鬏數(shù)斤@示端之前，從畫面源頭或在傳輸過程中，將監(jiān)控視頻中的各圖像幀進行傅里葉數(shù)學(xué)變換，獲得圖像的頻域數(shù)據(jù)；

S02，將生產(chǎn)中要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，先轉(zhuǎn)換為文本或數(shù)值數(shù)據(jù)，再將其按文本或數(shù)值對應(yīng)的二進制進行編碼，獲得編碼后數(shù)據(jù)；

S03，將步驟S02的編碼數(shù)據(jù)，采用嵌入信息位的方式，嵌入到步驟S01的頻域數(shù)據(jù)中；

S04，將步驟S03的嵌入后的數(shù)據(jù)，進行傅里葉相關(guān)的逆變換算法，還原到空域數(shù)據(jù)，成為能夠正常顯示的圖像幀，以視頻方式傳出；

S05，數(shù)據(jù)接收端接收S04的視頻數(shù)據(jù)，對視頻中的圖像幀進行傅里葉數(shù)學(xué)變換，獲得圖像的頻域數(shù)據(jù)；

S06，在步驟S05的頻域數(shù)據(jù)中，以嵌入信息位逆運算的方式，提取二進制編碼數(shù)據(jù)；

S07，將步驟S06提取出的二進制編碼數(shù)據(jù)，還原成對應(yīng)的文本或數(shù)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯示畫面為載體的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：步驟S01中，將各圖像幀信號進行傅里葉數(shù)學(xué)變換，完成由空域信號到頻域信號的轉(zhuǎn)換處理；此處的數(shù)學(xué)變換包括基于傅里葉的多種變形，變形包括但不限于以下任一種：離散傅里葉變換、僅含余弦的傅里葉-離散余弦變換、僅含正弦的傅里葉-離散正弦變換。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于顯示畫面為載體的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：數(shù)學(xué)變化采用的方法如下：將圖像分割為互不重疊的8x8的小塊，對每一塊進行離散余弦變換DCT，具體變換公式為

其中M、N是圖像以像素為單位的長和寬，x，y是圖像像素在空域?qū)?yīng)的對標(biāo)，u，v是圖像頻率數(shù)據(jù)在頻域的坐標(biāo)；

是正交系數(shù)，使得DCT變化矩陣成為正交矩陣，其中C(u)定義如下：

。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯示畫面為載體的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：步驟S03中，嵌入信息位的方式采用如下任一種方式：通用的空域信息隱藏LSB算法，即將編碼數(shù)據(jù)直接寫入圖像的每一個像素的最低位或次低位；或，采用在像素的不同信息位上做系數(shù)調(diào)整的方式。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于顯示畫面為載體的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：采用在像素的不同信息位上做系數(shù)調(diào)整的方式，具體如下：

設(shè)x_i為原圖像的頻域系數(shù)，即頻域中第i個頻率分量的系數(shù)；w_i為待嵌入信息的第i個二進制編碼位，值域為{0，1}；s_i表示在頻域嵌入第i個二進制信息位后的對應(yīng)頻率分量的系數(shù)；表示最小量化間隔；則基于嵌入信息的頻域系數(shù)的量化方式為：

根據(jù)上式在不同的信息位上做不同的系數(shù)調(diào)整。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯示畫面為載體的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：步驟S04中，嵌入后的數(shù)據(jù)，進行傅里葉相關(guān)的逆變換算法，還原到空域數(shù)據(jù)，成為能夠正常顯示的圖像幀。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于顯示畫面為載體的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：其中，進行離散余弦變換的處理時，逆變換公式如下：

；

其中M、N是圖像以像素為單位的長和寬，x，y是圖像像素在空域?qū)?yīng)的對標(biāo)，u，v是圖像頻率數(shù)據(jù)在頻域的坐標(biāo)；

是正交系數(shù)，使得DCT變化矩陣成為正交矩陣，其中C(u)定義如下：

。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯示畫面為載體的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：步驟S06中，以嵌入信息位逆運算的方式，提取二進制編碼數(shù)據(jù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于顯示畫面為載體的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：其中逆運算的具體公式如下：

其中x_i為原圖像的頻域系數(shù)，即頻域中第i個頻率分量的系數(shù)；w_i為所嵌入信息的第i個二進制編碼位，值域為{0，1}；s_i表示在頻域嵌入第i個二進制信息位后的對應(yīng)頻率分量的系數(shù)；為最小量化間隔；int表示取整運算；

將各二進制編碼位拼接，即可還原出發(fā)送端嵌入的數(shù)據(jù)信息。