一种基于激光混沌的长距离视频监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于激光混沌的长距离视频监控系统，包括多个摄像头、第一视频处理模块、激光混沌模块、信号加载模块、信号发送模块、信号接收模块、信号解调模块、第二视频处理模块、监控器。其通过设置激光混沌模块，可以很容易地实现服务端和客户端的激光混沌载波同步，利用激光混沌信号的物理层传输安全性实现激光混沌信号同步通信，提高了信息传输的保密性；其通过设置信号加载模块、信号解调模块为光学结构，信号发送模块与信号接收模块通过光纤传输，可以实现高带宽的视频信号传输。本发明可将视频信息进行纯物理的硬件加密，具有天然的物理安全性，能够进行长距离、高带宽、低损耗、安全性高的视频通信，具有很大的应用前景。
【专利说明】
一种基于激光混沌的长距离视频监控系统
技术领域
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[0001]本发明属于保密通信技术领域，具体是涉及一种基于激光混沌的长距离视频监控系统。
【背景技术】
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[0002]进入二十一世纪以来，信息与网络技术得到了广泛的应用，网络信息通信不可阻挡地进入人们的生产生活中，信息技术的飞速发展在提高生产力给人们带来便利的同时，也带来了很多新的问题与挑战。信息安全成为其中突出的热点问题，据美国科学家联合会组织调查和专家估计，美国每年因信息安全问题所造成的经济损失高达150亿美元。大量数据以明文的形式通过开放的网络进行传输，具有严重的安全隐患。信息安全成为制约网络技术进一步广泛应用的关键因素之一。
[0003]近年来，视频会议、视频监控等网络视频应用发展迅猛。但是现有的视频监控系统普遍采用明文数据传输，在为社会安全做出突出贡献的同时也带来了新的安全问题，例如非授权访问数据、威胁数据完整性、以及侵犯用户隐私等。视频监控系统在视频保密通信方面，其主要是通过视频的采集和播放、视频的压缩和解压、视频的加密和解密以及视频的传输与接收等几个步骤完成的，传统的视频加密方法主要是依靠计算机算法或电学混沌的加密，因此其在安全性、带宽等方面还存在着不足;较高的信号衰减也导致在长距离通信商的天然障碍。
【发明内容】
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[0004]为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中视频监控系统在视频保密通信方面采用传统的视频加密方法，其在安全性、带宽等方面还存在着不足;较高的信号衰减也导致在长距离通信商的天然障碍，从而提出一种基于激光混沌的长距离视频监控系统。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
[0006]—种基于激光混沌的长距离视频监控系统，包括:
[0007]多个摄像头，所述多个摄像头设置在服务端，多个所述摄像头用于获取多个监控点的第一视频信号。
[0008]第一视频处理模块，所述第一视频处理模块设置在服务端，所述第一视频处理模块用于将所述第一视频信号进行处理获取第二视频信号。
[0009]激光混沌模块，所述激光混沌模块设置在系统配置终端，所述激光混沌模块用于产生同步的激光混沌信号并分别输出到服务端和客户端，所述服务端接收到第一激光混沌信号，所述客户端接收到第二激光混沌信号，所述第一激光混沌信号和所述第二激光混沌信号同步。
[0010]信号加载模块，所述信号加载模块设置在服务端，所述信号加载模块用于将所述第一激光混沌信号加载到所述第二视频信号中形成第三视频信号。
[0011 ]信号发送模块，所述信号发送模块设置在服务端，所述信号发送模块用于将所述第三视频信号发送到客户端。
[0012]信号接收模块，所述信号接收模块设置在客户端，所述信号接收模块用于接收服务端发送的所述第三视频信号。
[0013]信号解调模块，所述信号解调模块设置在客户端，所述信号解调模块用于根据所述第二激光混沌信号对所述第三视频信号进行解调，获取第四视频信号。
[0014]第二视频处理模块，所述第二视频处理模块设置在客户端，所述第二视频处理模块用于对所述第四视频信号进行处理，获取第五视频信号。
[0015]监控器，所述监控器设置在客户端，所述监控器用于将所述第五视频信号进行播放，实时监控。
[0016]作为上述技术方案的优选，所述第一视频处理模块包括:
[0017]拆分子模块，所述拆分子模块用于对所述第一视频信号进行拆分处理，将所述第一视频信号拆分成若干个统一波长的视频信号信息。
[0018]压缩子模块，所述压缩子模块用于对拆分后的第一视频信号进行压缩。
[0019]编码子模块，所述编码子模块用于对压缩后的第一视频信号进行编码。
[0020]第一转换子模块，所述第一转换子模块用于将编码后的第一视频信号转换为视频光信号，将所述视频光信号作为第二视频信号。
[0021]作为上述技术方案的优选，所述编码子模块采用H.264编码方式。
[0022]作为上述技术方案的优选，所述激光混沌模块包括半导体激光器、第一光纤耦合器、第一偏振控制器、第一响应激光器、第二偏振控制器、第二响应激光器，所述半导体激光器与所述光纤耦合器连接，所述第一光纤耦合器的第一输出端与所述第一偏振控制器连接，所述第一偏振控制器与所述第一响应激光器连接，所述光纤耦合器的第二输出端与所述第二偏振控制器连接，所述第二偏振控制器与所述第二响应激光器连接。
[0023]作为上述技术方案的优选，所述信号加载模块包括第二光纤耦合器、第一光调制器，所述第二光纤耦合器与所述第一响应激光器连接，所述第一光调制器的输入端分别和所述第二光纤耦合器、所述第一视频处理模块连接，所述第一光调制器的输出端与所述信号发送模块连接。
[0024]作为上述技术方案的优选，所述信号解调模块包括第三光纤耦合器、第二光调制器，所述第三光纤耦合器与所述第二响应激光器连接，所述第二光调制器的输入端分别与所述第三光纤耦合器、所述信号接收模块连接，所述第二光调制器的输出端与所述第二视频处理模块连接。
[0025]作为上述技术方案的优选，所述第二视频处理模块包括:
[0026]第二转换子模块，所述第二转换子模块用于将所述第四视频信号转换为电信号。
[0027]信号放大子模块，所述信号放大子模块用于对转换后的第四视频信号进行信号放大。
[0028]解码子模块，所述解码子模块用于对信号放大后的第四视频信号进行解码。
[0029]解压缩子模块，所述解压缩子模块用于对解码后的第四视频信号进行解压缩。
[0030]组合子模块，所述组合子模块用于对所述解压缩后的第四视频信号进行组合，形成第五视频信号。
[0031]作为上述技术方案的优选，所述客户端还设置有通道切换模块，所述通道切换模块与所述监控器连接，所述通道切换模块用于监控器对多个摄像头自由切换，实时获取多个监控点的视频信息。
[0032]作为上述技术方案的优选，所述信号发送模块和所述信号接收模块采用光纤通信方式。
[0033]本发明的有益效果在于:其通过设置激光混沌模块，可以很容易地实现服务端和客户端的激光混沌载波同步，利用激光混沌信号的物理层传输安全性实现激光混沌信号同步通信，提高了信息传输的保密性;其通过设置信号加载模块、信号解调模块为光学结构，信号发送模块与信号接收模块通过光纤传输，可以实现高带宽的视频信号传输。本发明可将视频信息进行纯物理的硬件加密，具有天然的物理安全性，同时克服了视频监控系统中传统的视频加密方法存在的缺点，能够进行长距离、高带宽、低损耗、安全性高的视频通信，具有很大的应用前景。
【附图说明】
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[0034]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0035]图1为本发明一个实施例的基于激光混沌的长距离视频监控系统；
[0036]图2为本发明一个实施例的第一视频处理模块结构示意图；
[0037]图3为本发明一个实施例的激光混沌模块结构示意图；
[0038]图4为本发明一个实施例的第二视频处理模块结构示意图。
【具体实施方式】
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[0039]如图1所示，本发明的基于激光混沌的长距离视频监控系统，包括:
[0040]多个摄像头，所述多个摄像头设置在服务端，多个所述摄像头用于获取多个监控点的第一视频信号。
[0041]第一视频处理模块，所述第一视频处理模块设置在服务端，所述第一视频处理模块用于将所述第一视频信号进行处理获取第二视频信号。如图2所示，所述第一视频处理模块包括:
[0042]拆分子模块，所述拆分子模块用于对所述第一视频信号进行拆分处理，将所述第一视频信号拆分成若干个统一波长的视频信号信息。
[0043]压缩子模块，所述压缩子模块用于对拆分后的第一视频信号进行压缩。
[0044]编码子模块，所述编码子模块用于对压缩后的第一视频信号进行编码。本实施例中，所述编码子模块采用H.264编码方式。
[0045]第一转换子模块，所述第一转换子模块用于将编码后的第一视频信号转换为视频光信号，将所述视频光信号作为第二视频信号。
[0046]激光混沌模块，所述激光混沌模块设置在系统配置终端，所述激光混沌模块用于产生同步的激光混沌信号并分别输出到服务端和客户端，所述服务端接收到第一激光混沌信号，所述客户端接收到第二激光混沌信号，所述第一激光混沌信号和所述第二激光混沌信号同步。如图3所示，所述激光混沌模块包括半导体激光器、第一光纤耦合器、第一偏振控制器、第一响应激光器、第二偏振控制器、第二响应激光器，所述半导体激光器与所述光纤耦合器连接，所述第一光纤耦合器的第一输出端与所述第一偏振控制器连接，所述第一偏振控制器与所述第一响应激光器连接，所述光纤耦合器的第二输出端与所述第二偏振控制器连接，所述第二偏振控制器与所述第二响应激光器连接。
[0047]信号加载模块，所述信号加载模块设置在服务端，所述信号加载模块用于将所述第一激光混沌信号加载到所述第二视频信号中形成第三视频信号。所述信号加载模块包括第二光纤耦合器、第一光调制器，所述第二光纤耦合器与所述第一响应激光器连接，所述第一光调制器的输入端分别和所述第二光纤耦合器、所述第一视频处理模块连接，所述第一光调制器的输出端与所述信号发送模块连接。
[0048]信号发送模块，所述信号发送模块设置在服务端，所述信号发送模块用于将所述第三视频信号发送到客户端。
[0049]信号接收模块，所述信号接收模块设置在客户端，所述信号接收模块用于接收服务端发送的所述第三视频信号。所述信号发送模块和所述信号接收模块采用光纤通信方式。
[0050]信号解调模块，所述信号解调模块设置在客户端，所述信号解调模块用于根据所述第二激光混沌信号对所述第三视频信号进行解调，获取第四视频信号。所述信号解调模块包括第三光纤耦合器、第二光调制器，所述第三光纤耦合器与所述第二响应激光器连接，所述第二光调制器的输入端分别与所述第三光纤耦合器、所述信号接收模块连接，所述第二光调制器的输出端与所述第二视频处理模块连接。
[0051]第二视频处理模块，所述第二视频处理模块设置在客户端，所述第二视频处理模块用于对所述第四视频信号进行处理，获取第五视频信号。如图4所示，所述第二视频处理丰吴块包括:
[0052]第二转换子模块，所述第二转换子模块用于将所述第四视频信号转换为电信号。
[0053]信号放大子模块，所述信号放大子模块用于对转换后的第四视频信号进行信号放大。
[0054]解码子模块，所述解码子模块用于对信号放大后的第四视频信号进行解码。
[0055]解压缩子模块，所述解压缩子模块用于对解码后的第四视频信号进行解压缩。
[0056]组合子模块，所述组合子模块用于对所述解压缩后的第四视频信号进行组合，形成第五视频信号。
[0057]监控器，所述监控器设置在客户端，所述监控器用于将所述第五视频信号进行播放，实时监控。
[0058]所述客户端还设置有通道切换模块，所述通道切换模块与所述监控器连接，所述通道切换模块用于监控器对多个摄像头自由切换，实时获取多个监控点的视频信息。
[0059]本发明公开了一种基于激光混沌的长距离视频监控系统，包括多个摄像头、第一视频处理模块、激光混沌模块、信号加载模块、信号发送模块、信号接收模块、信号解调模块、第二视频处理模块、监控器。其通过设置激光混沌模块，可以很容易地实现服务端和客户端的激光混沌载波同步，利用激光混沌信号的物理层传输安全性实现激光混沌信号同步通信，提高了信息传输的保密性;其通过设置信号加载模块、信号解调模块为光学结构，信号发送模块与信号接收模块通过光纤传输，可以实现高带宽的视频信号传输。本发明可将视频信息进行纯物理的硬件加密，具有天然的物理安全性，同时克服了视频监控系统中传统的视频加密方法存在的缺点，能够进行长距离、高带宽、低损耗、安全性高的视频通信，具有很大的应用前景。
[0060]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种基于激光混沌的长距离视频监控系统，其特征在于，包括: 多个摄像头，所述多个摄像头设置在服务端，多个所述摄像头用于获取多个监控点的第一视频信号； 第一视频处理模块，所述第一视频处理模块设置在服务端，所述第一视频处理模块用于将所述第一视频信号进行处理获取第二视频信号； 激光混沌模块，所述激光混沌模块设置在系统配置终端，所述激光混沌模块用于产生同步的激光混沌信号并分别输出到服务端和客户端，所述服务端接收到第一激光混沌信号，所述客户端接收到第二激光混沌信号，所述第一激光混沌信号和所述第二激光混沌信号同步； 信号加载模块，所述信号加载模块设置在服务端，所述信号加载模块用于将所述第一激光混沌信号加载到所述第二视频信号中形成第三视频信号； 信号发送模块，所述信号发送模块设置在服务端，所述信号发送模块用于将所述第三视频信号发送到客户端； 信号接收模块，所述信号接收模块设置在客户端，所述信号接收模块用于接收服务端发送的所述第三视频信号； 信号解调模块，所述信号解调模块设置在客户端，所述信号解调模块用于根据所述第二激光混沌信号对所述第三视频信号进行解调，获取第四视频信号； 第二视频处理模块，所述第二视频处理模块设置在客户端，所述第二视频处理模块用于对所述第四视频信号进行处理，获取第五视频信号； 监控器，所述监控器设置在客户端，所述监控器用于将所述第五视频信号进行播放，实时监控。2.根据权利要求1所述的基于激光混沌的长距离视频监控系统，其特征在于: 所述第一视频处理模块包括: 拆分子模块，所述拆分子模块用于对所述第一视频信号进行拆分处理，将所述第一视频信号拆分成若干个统一波长的视频信号信息； 压缩子模块，所述压缩子模块用于对拆分后的第一视频信号进行压缩； 编码子模块，所述编码子模块用于对压缩后的第一视频信号进行编码； 第一转换子模块，所述第一转换子模块用于将编码后的第一视频信号转换为视频光信号，将所述视频光信号作为第二视频信号。3.根据权利要求2所述的基于激光混沌的长距离视频监控系统，其特征在于:所述编码子模块采用H.264编码方式。4.根据权利要求1所述的基于激光混沌的长距离视频监控系统，其特征在于:所述激光混纯模块包括半导体激光器、第一光纤親合器、第一偏振控制器、第一响应激光器、第二偏振控制器、第二响应激光器，所述半导体激光器与所述光纤耦合器连接，所述第一光纤耦合器的第一输出端与所述第一偏振控制器连接，所述第一偏振控制器与所述第一响应激光器连接，所述光纤耦合器的第二输出端与所述第二偏振控制器连接，所述第二偏振控制器与所述第二响应激光器连接。5.根据权利要求1所述的基于激光混沌的长距离视频监控系统，其特征在于:所述信号加载模块包括第二光纤耦合器、第一光调制器，所述第二光纤耦合器与所述第一响应激光器连接，所述第一光调制器的输入端分别和所述第二光纤耦合器、所述第一视频处理模块连接，所述第一光调制器的输出端与所述信号发送模块连接。6.根据权利要求1所述的基于激光混沌的长距离视频监控系统，其特征在于:所述信号解调模块包括第三光纤耦合器、第二光调制器，所述第三光纤耦合器与所述第二响应激光器连接，所述第二光调制器的输入端分别与所述第三光纤耦合器、所述信号接收模块连接，所述第二光调制器的输出端与所述第二视频处理模块连接。7.根据权利要求1所述的基于激光混沌的长距离视频监控系统，其特征在于: 所述第二视频处理模块包括: 第二转换子模块，所述第二转换子模块用于将所述第四视频信号转换为电信号； 信号放大子模块，所述信号放大子模块用于对转换后的第四视频信号进行信号放大； 解码子模块，所述解码子模块用于对信号放大后的第四视频信号进行解码； 解压缩子模块，所述解压缩子模块用于对解码后的第四视频信号进行解压缩； 组合子模块，所述组合子模块用于对所述解压缩后的第四视频信号进行组合，形成第五视频信号。8.根据权利要求1所述的基于激光混沌的长距离视频监控系统，其特征在于:所述客户端还设置有通道切换模块，所述通道切换模块与所述监控器连接，所述通道切换模块用于监控器对多个摄像头自由切换，实时获取多个监控点的视频信息。9.根据权利要求1所述的基于激光混沌的长距离视频监控系统，其特征在于:所述信号发送模块和所述信号接收模块采用光纤通信方式。
【文档编号】H04N7/18GK105915854SQ201610370164
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】王文庆
【申请人】东莞市联洲知识产权运营管理有限公司