[发明专利]一种基于显示画面为载体的数据传输方法

说明书

本发明提供了一种基于显示画面为载体的数据传输方法，具体步骤为：S01将监控视频中图像帧进行傅里叶数学变换，获得图像频域数据；S02将要传输的数据信息，转换为文本或数值数据，再进行二进制编码；S03将编码数据，采用嵌入信息位方式，嵌入频域数据中；S04将S03数据，还原到空域数据成为图像帧，传出视频；S05数据接收端接收S04视频数据，对图像帧进行傅里叶变换，获得频域数据；S06在频域数据，以嵌入信息位逆运算方式，提取二进制编码数据；S07将S06数据，还原成文本或数值。本发明的方法绕开监控网络，避开网络传输的思路，开创性地首次使用监控画面作为数据传输的载体，能够实现以图像为基础的数据传输。

技术领域

本发明属于图像的数据处理领域，特别涉及一种基于显示画面为载体的数据传输方法。

背景技术

在目前电力生产环境中，对安全性要求非常高，网络中有大量的物理隔离装置，阻断TCP等基本协议的网络通讯，因此数据的传输的便捷性受到了极大的约束。而在监控分析和诊断等辅助功能中，经常需要接入实时的生产数据，传统做法是需要加装昂贵的物理网络隔离装置，还需要长周期的多级审批，在实际操作中存在的困难往往更多。

鉴于电力生产环境中网络安全性的重要性，而生产环境中又存在大量用于监控的显示器，为了能够便捷有效的传输实时数据，需要一种合适的数据传输方式来安全远程解决现存问题。

发明内容

为了解决上述对实时视频进行数据处理时，没有合理的系统及方法，造成不能形成监控闭环的技术难题，本发明绕开监控网络，避开网络传输监控数据的思路，开创性地首次使用监控画面作为数据传输的载体，能够实现以图像为基础的数据传输方式，具体提供了一种基于显示画面为载体的数据传输方法：

S01，在监控画面传输到显示端之前，从画面源头或在传输过程中，将监控视频中的各图像帧进行傅里叶数学变换，获得图像的频域数据；

S02，将生产中要传输的数据信息，先转换为文本或数值数据，再将其按文本或数值对应的二进制进行编码，获得编码后数据；

S03，将步骤S02的编码数据，采用嵌入信息位的方式，嵌入到步骤S01的频域数据中；

S04，将步骤S03的嵌入后的数据，进行傅里叶相关的逆变换算法，还原到空域数据，成为能够正常显示的图像帧，以视频方式传出；

S05，数据接收端接收S04的视频数据，对视频中的图像帧进行傅里叶数学变换，获得图像的频域数据；

S06，在步骤S05的频域数据中，以嵌入信息位逆运算的方式，提取二进制编码数据；

S07，将步骤S06提取出的二进制编码数据，还原成对应的文本或数值。

作为改进，步骤S01中，将各图像帧信号进行傅里叶数学变换，完成由空域信号到频域信号的转换处理；此处的数学变换包括基于傅里叶的多种变形，变形包括但不限于以下任一种：离散傅里叶变换、仅含余弦的傅里叶-离散余弦变换、仅含正弦的傅里叶-离散正弦变换。

作为改进，数学变化采用的方法如下：将图像分割为互不重叠的8x8的小块，对每一块进行离散余弦变换DCT，具体变换公式为

；

其中M、N是图像以像素为单位的长和宽，x, y是图像像素在空域对应的对标，u，v是图像频率数据在频域的坐标。

是正交系数，使得DCT变化矩阵成为正交矩阵，其中C(u)定义如下：

。

作为改进，步骤S03中，嵌入信息位的方式采用如下任一种方式：通用的空域信息隐藏LSB算法，即将编码数据直接写入图像的每一个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数调整的方式。