一種基于4g網(wǎng)絡(luò)的端到端高清視頻安全傳輸系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于視頻傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的端到端高清視頻安全傳輸系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，特別是在視頻類業(yè)務(wù)應(yīng)用中，更需要快速的、穩(wěn)定的、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸速率，如何滿足這一需求是目前高清視頻類業(yè)務(wù)中急需解決的一個(gè)問題。而4G移動(dòng)通信技術(shù)可以為該種類型業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)傳輸通道，4G即指的是第四代移動(dòng)通信技術(shù)，包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式。4G集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量音頻視頻和圖像等。4G技術(shù)支持100Mbps?150Mbps的下行網(wǎng)絡(luò)帶寬，意味著用戶可以體驗(yàn)到最大12.5MB/s?18.75MB/s的下行速度，如果4G運(yùn)用于視頻類數(shù)據(jù)的傳輸，不僅能夠加快數(shù)據(jù)的傳輸速度，同時(shí)也能夠滿足客戶對(duì)于高清畫面的要求。
[0003]近年來，視頻類應(yīng)用在國家的一些重要部門和企業(yè)事業(yè)單位，以及對(duì)商業(yè)秘密和個(gè)人隱私有嚴(yán)格保護(hù)的特殊領(lǐng)域被第三方控制、被盜鏈、被外泄等事件頻繁出現(xiàn)，一些視頻類應(yīng)用，如視頻監(jiān)控、視頻會(huì)議和視頻通話，在安全性上雖有一些保護(hù)措施在不斷問世，但其中針4G網(wǎng)絡(luò)的高清視頻源和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募用鼙Ｗo(hù)還未涉及，同時(shí)隨著大量4G網(wǎng)絡(luò)視頻類應(yīng)用的增加，對(duì)視頻數(shù)據(jù)的安全性需求也會(huì)急劇增加，因此要求在4G網(wǎng)絡(luò)的高清視頻應(yīng)用中加入安全傳輸?shù)姆桨笐?yīng)呼之欲出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于4G網(wǎng)絡(luò)中視頻傳輸存在的不足，提供一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的端到端高清視頻安全傳輸系統(tǒng)，采用TF卡加密視頻源、隧道式端到端視頻數(shù)據(jù)加密傳輸，建立了一套高清視頻雙重加密傳輸?shù)南到y(tǒng)，運(yùn)用該系統(tǒng)用戶可以利用4G公共網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供安全、高效的高清視頻流傳輸方案。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的端到端高清視頻安全傳輸系統(tǒng)，包括:
[0007]視頻采集終端，用于采集視頻圖像信號(hào)，其中，視頻采集終端設(shè)置有TF視頻加密卡，TF視頻加密卡用于將采集的視頻圖像信號(hào)進(jìn)行視頻流加密處理；
[0008]視頻接收終端，用于通過4G網(wǎng)絡(luò)接收視頻采集終端發(fā)送的視頻流數(shù)據(jù)；
[0009]服務(wù)器終端，包括NAT穿透服務(wù)器，用于在視頻采集終端和視頻接收終端之間建立基于4G網(wǎng)絡(luò)的IP加密隧道，視頻采集終端和視頻接收終端通過IP加密隧道傳輸所述的視頻流數(shù)據(jù)。
[0010]優(yōu)選地，所述的TF視頻加密卡包括采用視頻關(guān)鍵幀加密的加密處理模塊和檢測(cè)4G網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前帶寬的網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)模塊，加密處理模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)4G網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前帶寬，調(diào)節(jié)視頻關(guān)鍵幀加密的間隔。
[0011]優(yōu)選地，所述的服務(wù)器終端還包括用戶認(rèn)證服務(wù)器和用戶管理服務(wù)器，用戶認(rèn)證服務(wù)器用于在用戶認(rèn)證通過后，驅(qū)動(dòng)視頻采集終端和視頻接收終端之間建立基于4G網(wǎng)絡(luò)的IP加密隧道，并驅(qū)動(dòng)視頻采集終端通過IP加密隧道向視頻接收終端發(fā)送視頻流數(shù)據(jù)；用戶管理服務(wù)器用于將視頻流數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)碼、封裝和儲(chǔ)存，供WEB接口調(diào)用和發(fā)布。
[0012]優(yōu)選地，所述的視頻采集終端包括支持4G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)、監(jiān)控?cái)z像頭和攝像機(jī)中的一種或多種組合。
[0013]本發(fā)明還提供一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的端到端高清視頻安全傳輸方法，包括以下步驟:
[0014]視頻采集終端采集視頻圖像信號(hào)，視頻采集終端的TF視頻加密卡將采集的視頻圖像信號(hào)進(jìn)行視頻流加密處理；服務(wù)器終端的NAT穿透服務(wù)器在視頻采集終端和視頻接收終端之間建立基于4G網(wǎng)絡(luò)的IP加密隧道，視頻采集終端和視頻接收終端通過IP加密隧道傳輸所述的視頻流數(shù)據(jù)。
[0015]優(yōu)選地，視頻流加密處理方法為:將視頻采集終端采集的視頻源轉(zhuǎn)碼成明文的視頻流，對(duì)視頻流進(jìn)行抽幀，將抽出的關(guān)鍵幀以字節(jié)方式傳給TF視頻加密卡進(jìn)行加密，加密完成后再將這些關(guān)鍵幀填補(bǔ)到視頻流中形成加密的視頻流，將加密后的視頻流按照RTP方式進(jìn)行打包，形可供傳輸?shù)募用芤曨l流。
[0016]優(yōu)選地，TF視頻加密卡的網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)4G網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前帶寬，調(diào)節(jié)視頻關(guān)鍵幀加密的間隔。
[0017]優(yōu)選地，在傳輸視頻流數(shù)據(jù)之前，視頻采集終端將視頻流按照流媒體TS的封包結(jié)構(gòu)進(jìn)行打包，然后將每個(gè)TS包標(biāo)記為未傳輸、傳輸中或傳輸完成的狀態(tài)，同時(shí)將包的名稱和長度，以及解密密鑰信息等數(shù)據(jù)包發(fā)送至視頻接收終端，最終將視頻流傳輸至視頻接收終端。
[0018]優(yōu)選地，IP加密隧道的建立方法為:視頻采集終端、視頻接收終端和NAT穿透服務(wù)器接入4G網(wǎng)絡(luò)，視頻采集終端和視頻接收終端在NAT穿透服務(wù)器之間建立心跳機(jī)制，呼叫終端向NAT穿透服務(wù)器發(fā)出探測(cè)目標(biāo)NAT的ID編號(hào)，通過編號(hào)設(shè)備將相關(guān)的探測(cè)包轉(zhuǎn)發(fā)給NAT穿透服務(wù)器，由NAT穿透服務(wù)器告知呼叫終端的目標(biāo)終端IP，通過對(duì)主IP的檢測(cè)，確定是否能進(jìn)行端到端的通信，保證能進(jìn)行端到端的通信后，雙方建立起IP加密隧道。
[0019]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0020]本發(fā)明的一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的端到端高清視頻安全傳輸系統(tǒng)及方法，首先通過解決4G網(wǎng)絡(luò)的NAT穿透，端到端之間建立起數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ潘淼篮椭悄芰骺兀浯?，通過采用TF卡對(duì)高清視頻節(jié)目源進(jìn)行加密，從而建立了一套基于4G網(wǎng)絡(luò)的高清視頻雙重加密傳輸系統(tǒng)，使得視頻傳輸更加安全；
[0021]采用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的4G網(wǎng)絡(luò)端到端高清視頻安全傳輸方法，在業(yè)務(wù)上可以完整的覆蓋4G網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸需求，在安全上用戶可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)的安全傳輸，在應(yīng)用上用戶可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)進(jìn)行定制，以滿足用戶各方面的需求。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的基于4G網(wǎng)絡(luò)的端到端高清視頻安全傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的視頻采集終端結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的IP加密隧道的建立流程圖。
[0025]圖4是本發(fā)明的視頻流加密處理流程圖。
[0026]圖5是本發(fā)明的智能流控加密傳輸示意圖。
[0027]圖中標(biāo)記:100-視頻采集終端，110-TF視頻加密卡，111_加密處理模塊，112-網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)模塊，200-服務(wù)器終端，201-用戶管理服務(wù)器，202-用戶認(rèn)證服務(wù)器，300-視頻接收終端。
【具體實(shí)施方式】
[0028]參照?qǐng)D1-5，本發(fā)明的一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的端到端高清視頻安全傳輸系統(tǒng)，包括:
[0029]視頻采集終端100，用于采集視頻圖像信號(hào)，其中，視頻采集終端100設(shè)置有TF視頻加密卡110，TF視頻加密卡110用于將采集的視頻圖像信號(hào)進(jìn)行視頻流加密處理。TF視頻加密卡110包括采用視頻關(guān)鍵幀加密的加密處理模塊111和檢測(cè)4G網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前帶寬的網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)模塊112，加密處理模塊111根據(jù)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)模塊112實(shí)時(shí)檢測(cè)4G網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前帶寬，調(diào)節(jié)視頻關(guān)鍵幀加密的間隔。頻采集終端采用手機(jī)、監(jiān)控?cái)z像頭和攝像機(jī)中的一種或多種組合，手機(jī)、監(jiān)控?cái)z像頭和攝像機(jī)均支持4G網(wǎng)絡(luò)，能夠通過4G網(wǎng)絡(luò)與終端設(shè)備通信。
[0030]TF視頻加密卡110是一款硬件設(shè)備，主要用于對(duì)攝像頭采集的實(shí)時(shí)視頻以流方式進(jìn)行加密，TF視頻加密卡110是采用芯片級(jí)的加密算法，該TF卡可支持DES、3DES、AES、RSA等加密算法，通過將算法固化至芯片，以防止被別人竊取與篡改的隱患，所有視頻源的加密處理全部通過芯片完成，以保障對(duì)視頻內(nèi)容源的有效保護(hù)。
[0031 ] 視頻接收終端300，用于通過4G網(wǎng)絡(luò)接收視頻采集終端100發(fā)送的視頻流數(shù)據(jù)，視頻接收終端300采用手機(jī)、電視、電腦等支持4G網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備，通過視頻接收終端300，還可以實(shí)現(xiàn)視頻播放等功能。視頻接收終端300設(shè)置有應(yīng)用程序模塊，主要用于展示視頻的各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能，整個(gè)應(yīng)用程序模塊采用組件式的模塊化設(shè)計(jì)方案，完成對(duì)接入認(rèn)證，視頻流的接收、解包、解密和解碼流程中的各項(xiàng)功能的實(shí)施，根據(jù)不同的操作系統(tǒng)提供不同的視頻流處理組件，可完全將應(yīng)用程的實(shí)現(xiàn)開放給第三方應(yīng)用開發(fā)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
[0032]服務(wù)器終端200，包括NAT穿透服務(wù)器，用于在視頻采集終端100和視頻接收終端300之間建立基于4G網(wǎng)絡(luò)的IP加密隧道，視頻采集終端100和視頻接收終端300通過IP加密隧道傳輸所述的視頻流數(shù)據(jù)。
[0033]服務(wù)器終端200還包括用戶認(rèn)證服務(wù)器202和用戶管理服務(wù)器201，用戶認(rèn)證服務(wù)器202用于在用戶認(rèn)證通過后，驅(qū)動(dòng)視頻采集終端100和視頻接收終端300之間建