CN109218564A - 视频干扰信号的生成方法、装置、存储介质及视频干扰仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种视频干扰信号的生成方法,包括:对视频信号中的大于预设频率阈值的分量进行滤波处理;对滤波后的所述视频信号进行抖动处理;将预先生成的伪随机序列嵌入抖动处理后的所述视频信号,生成视频干扰信号。相应的,本发明还公开了一种视频干扰信号的生成装置、计算机可读存储介质及视频干扰仪。采用本发明的技术方案能够增加视频信号的截获分析难度,有效防止视频信息电磁泄露。
Description
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域,尤其涉及一种视频干扰信号的生成方法、装置、计算机可读存储介质及视频干扰仪。
背景技术
计算机***在工作时,***的显示屏、机壳缝隙、键盘、连接电缆和接口等处会发生信息的电磁泄漏,其中,计算机视频***是计算机***的主要单元,研究表明,由于视频***中传输的视频信号主要是串行信号,并且没有经过加密处理,从信息泄漏的角度来看,属于红信号范畴,在整个计算机***中辐射最强,可视信息量最大,最易于通过时分接收、频分接收和方位接收等方法被截获,并通过相应的数据处理方法还原出计算机的原始视频信息,从而导致计算机视频信息严重泄漏。
为了防止计算机视频***的信息泄漏,采用信号***是一种常用且有效的防护措施,信号***通过发射电磁干扰信号,以掩盖计算机电磁泄漏信号的内容和特征,使截获机无法从接收到的信号中还原出原始视频信息。现有技术提供的信号***大多采用白噪声信号作为干扰信号,这种方法虽然实现简单,但容易被抑制解调,无法实现视频信号的干扰作用,进而无法防止信息泄露。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于,提供一种视频干扰信号的生成方法、装置、计算机可读存储介质及视频干扰仪,能够增加视频信号的截获分析难度,有效防止视频信息电磁泄露。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种视频干扰信号的生成方法,包括:
对视频信号中的大于预设频率阈值的分量进行滤波处理;
对滤波后的所述视频信号进行抖动处理;
将预先生成的伪随机序列嵌入抖动处理后的所述视频信号,生成视频干扰信号。
进一步地,所述频率阈值为0.7fp;其中,fp为所述视频信号的最高频率。
进一步地,所述对滤波后的所述视频信号进行抖动处理,具体包括:
将滤波后的所述视频信号乘以黑白灰度周期序列,获得抖动处理后的所述视频信号。
进一步地,所述黑白灰度周期序列为由一系列0、1组成的归一化不同背景灰度等级的高频周期序列。
进一步地,所述方法通过以下步骤生成所述伪随机序列:
保持第一序列发生器的初始状态不变,调整第二序列发生器的初始状态;
根据同一时钟脉冲信号控制所述第一序列发生器生成第一序列以及所述第二序列发生器生成第二序列;
根据所述第一序列和所述第二序列获得所述伪随机序列。
进一步地,所述根据所述第一序列和所述第二序列获得所述伪随机序列,具体包括:
将所述第一序列和所述第二序列进行模二相加,获得所述伪随机序列。
进一步地,所述第一序列和所述第二序列均为m序列;所述伪随机序列为Gold序列。
为了解决上述技术问题,本发明实施例还提供了一种视频干扰信号的生成装置,包括:
滤波模块,用于对视频信号中的大于预设频率阈值的分量进行滤波处理;
抖动处理模块,用于对滤波后的所述视频信号进行抖动处理;以及,
序列嵌入模块,用于将预先生成的伪随机序列嵌入抖动处理后的所述视频信号,生成视频干扰信号。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序;其中,所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一项所述的视频干扰信号的生成方法。
本发明实施例还提供了一种视频干扰仪,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的视频干扰信号的生成方法。
与现有技术相比,本发明实施例提供了一种视频干扰信号的生成方法、装置、计算机可读存储介质及视频干扰仪,通过对视频信号中的大于预设频率阈值的分量进行滤波处理,并对滤波后的视频信号进行抖动处理,将预先生成的伪随机序列嵌入抖动处理后的视频信号,从而生成视频干扰信号,该视频干扰信号不易被抑制解调,能够增加视频信号的截获分析难度,有效防止视频信息电磁泄露。
附图说明
图1是本发明提供的一种视频干扰信号的生成方法的一个优选实施例的流程图;
图2是本发明提供的一种黑白灰度周期序列的示意图;
图3是本发明提供的一种伪随机序列的生成方法的一个优选实施例的具体流程图;
图4是本发明提供的一种伪随机序列的生成方法的一个优选实施例的示意图;
图5是本发明提供的一种视频干扰信号的生成装置的一个优选实施例的结构框图;
图6是本发明提供的一种视频干扰仪的一个优选实施例的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本技术领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1所示,是本发明提供的一种视频干扰信号的生成方法的一个优选实施例的流程图,包括步骤S11至步骤S13:
步骤S11、对视频信号中的大于预设频率阈值的分量进行滤波处理;
步骤S12、对滤波后的所述视频信号进行抖动处理;
步骤S13、将预先生成的伪随机序列嵌入抖动处理后的所述视频信号,生成视频干扰信号。
具体的,首先采用数字滤波方法对视频信号进行滤波处理,将视频信号的波瓣内的大于一定频率阈值的分量滤除,使截获机接收到的波瓣信息不完整;接着对滤波处理后得到的视频信号进行抖动处理,以增大视频信号的高频分量;最后将预先生成的伪随机序列嵌入到抖动处理后得到的视频信号的高频频段中,从而生成视频干扰信号。
需要说明的是,视频信息的泄漏大多是通过高频频段的辐射而造成的,采用滤波处理的方法将视频信号的高频分量滤除,使截获机接收到的波瓣信息不完整,从而无法恢复出原始视频信息。
本发明实施例所提供的一种视频干扰信号的生成方法,通过将视频信号中的高频分量滤除,然后再通过抖动处理增大视频信号的高频分量,最后将伪随机序列嵌入抖动处理后的视频信号,从而生成视频干扰信号,克服了现有技术利用单一白噪声作为干扰信号易被抑制解调的缺点,破坏了窃取视频信号电磁辐射信息的条件,增加了视频信号的截获分析的难度,减少了从电磁泄漏信号中提取视频信息的可能性,从根本上解决了电磁泄漏的抑制和防护问题,从而有效防止视频信息的电磁泄露。
另外,根据人眼的视觉原理,滤除视频信号的高频部分对人眼的辨别不会有很大的影响,即对显示效果影响不大。
作为上述方案的改进,在将预先生成的伪随机序列嵌入抖动处理后的所述视频信号,生成视频干扰信号之后,采用空间乱数加密技术对该视频干扰信号进行加密处理,使视频信号的电磁泄露信号被扰乱,即使截获机接收到电磁泄露信号也很难解调出信号所携带的真正信息,进一步提高了解读视频信息的难度,从而有效防止视频信息的电磁泄露,保证信息安全。
在另一个优选实施例中,所述频率阈值为0.7fp;其中,fp为所述视频信号的最高频率。
需要说明的是,视频信号中能够被信息截获机接收到的主要是视频信号的一个波瓣内的30%高频分量,即处于0.7fp<f<fp频段内的分量,因此,采用滤波处理的方法将视频信号的大于0.7fp的高频分量滤除,使截获机接收到的波瓣信息不完整,从而无法恢复出原始视频信息。
在又一个优选实施例中,所述对滤波后的所述视频信号进行抖动处理,具体包括:
将滤波后的所述视频信号乘以黑白灰度周期序列,获得抖动处理后的所述视频信号。
优选地,所述黑白灰度周期序列为由一系列0、1组成的归一化不同背景灰度等级的高频周期序列。
结合图2所示,是本发明提供的一种黑白灰度周期序列的示意图,图中黑白灰度周期序列c(n)是一系列0、1组成的归一化不同背景灰度等级高频的周期序列,将滤波处理后得到的视频信号x(n)乘以黑白灰度周期序列c(n),得到抖动处理后的视频信号y(n),即y(n)=x(n)c(n);根据傅里叶变换对y(n)进行频谱分析,可得这说明经过抖动处理后的序列y(n)的频谱Y(ejω)是原序列x(n)的频谱X(ejω)在频率轴上延拓而成的,且周期为π;由于实际工程中不存在负频率,因此,去掉频率为负的部分,可知原序列x(n)的频谱X(ejω)被延拓到了数字频率为0、π、2π、···处,对应的模拟频率为0、fs/2、fs、···(fs是x(n)的采样频率,一般取fs大于等于视频信号的点频),从而实现了增大视频信号的高频分量的目的。
参见图3所示,是本发明提供的一种伪随机序列的生成方法的一个优选实施例的具体流程图,所述方法通过步骤S21至步骤S23生成所述伪随机序列:
步骤S21、保持第一序列发生器的初始状态不变,调整第二序列发生器的初始状态;
步骤S22、根据同一时钟脉冲信号控制所述第一序列发生器生成第一序列以及所述第二序列发生器生成第二序列;
步骤S23、根据所述第一序列和所述第二序列获得所述伪随机序列。
优选地,所述根据所述第一序列和所述第二序列获得所述伪随机序列,具体包括:
将所述第一序列和所述第二序列进行模二相加,获得所述伪随机序列。
具体的,伪随机序列由第一序列发生器生成的第一序列和第二序列发生器生成的第二序列共同构成,在生成伪随机序列时,需要保持第一序列发生器的初始状态固定不变,并根据实际需要相应调整第二序列发生器的初始状态,在同一个时钟脉冲信号的控制下,第一序列发生器生成第一序列,第二序列发生器生成第二序列,生成的第一序列和第二序列经过模二相加后,即可获得伪随机序列。
需要说明的是,通过设置第二序列发生器的不同初始状态,可以得到不同的伪随机序列。
在又一个优选实施例中,所述第一序列和所述第二序列均为m序列;所述伪随机序列为Gold序列。
结合图4所示,是本发明提供的一种伪随机序列的生成方法的一个优选实施例的示意图,图中m序列发生器1和m序列发生器2产生的m序列是一个m序列优选对,保持m序列发生器1的初始状态固定不变,调整m序列发生器2的初始状态,在同一时钟脉冲控制下,产生的两个m序列经过模二相加后即可得到Gold序列。通过设置m序列发生器2的不同初始状态,可以得到不同的Gold序列。
本发明实施例还提供了一种视频干扰信号的生成装置,能够实现上述任一实施例中的一种视频干扰信号的生成方法的所有流程,装置中的各个模块、单元的作用以及实现的技术效果分别与上述实施例中的视频干扰信号的生成方法的步骤的作用以及实现的技术效果对应相同,这里不再赘述。
参见图5所示,是本发明提供的一种视频干扰信号的生成装置的一个优选实施例的结构框图,所述装置包括:
滤波模块11,用于对视频信号中的大于预设频率阈值的分量进行滤波处理;
抖动处理模块12,用于对滤波后的所述视频信号进行抖动处理;以及,
序列嵌入模块13,用于将预先生成的伪随机序列嵌入抖动处理后的所述视频信号,生成视频干扰信号。
优选地,所述频率阈值为0.7fp;其中,fp为所述视频信号的最高频率。
优选地,所述抖动处理模块12具体包括:
序列相乘单元,用于将滤波后的所述视频信号乘以灰度周期序列,获得抖动处理后的所述视频信号。
优选地,所述灰度周期序列为由一系列0、1组成的归一化不同背景灰度等级的高频周期序列。
优选地,所述方法还包括:
初始状态设置模块,用于保持第一序列发生器的初始状态不变,调整第二序列发生器的初始状态;
序列发生器模块,用于根据同一时钟脉冲信号控制所述第一序列发生器生成第一序列以及所述第二序列发生器生成第二序列;以及,
伪随机序列生成模块,用于根据所述第一序列和所述第二序列获得所述伪随机序列。
优选地,所述伪随机序列生成模块具体包括:
模二相加单元,用于将所述第一序列和所述第二序列进行模二相加,获得所述伪随机序列。
优选地,所述第一序列和所述第二序列均为m序列;所述伪随机序列为Gold序列。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序;其中,所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一实施例所述的视频干扰信号的生成方法。
本发明实施例还提供了一种视频干扰仪,参见图6所示,是本发明提供的一种视频干扰仪的一个优选实施例的结构框图,所述视频干扰仪包括处理器10、存储器20以及存储在所述存储器20中且被配置为由所述处理器10执行的计算机程序,所述处理器10在执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的视频干扰信号的生成方法。
优选地,所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序1、计算机程序2、······),所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器20中,并由所述处理器10执行,以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序在所述视频干扰仪中的执行过程。
所述处理器10可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等,通用处理器可以是微处理器,或者所述处理器10也可以是任何常规的处理器,所述处理器10是所述视频干扰仪的控制中心,利用各种接口和线路连接所述视频干扰仪的各个部分。
所述存储器20主要包括程序存储区和数据存储区,其中,程序存储区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序等,数据存储区可存储相关数据等。此外,所述存储器20可以是高速随机存取存储器,还可以是非易失性存储器,例如插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(Secure Digital,SD)卡和闪存卡(Flash Card)等,或所述存储器20也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是,上述视频干扰仪可包括,但不仅限于,处理器、存储器,本领域技术人员可以理解,图6结构框图仅仅是上述视频干扰仪的示例,并不构成对上述视频干扰仪的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件。
综上,本发明实施例所提供的一种视频干扰信号的生成方法、装置、计算机可读存储介质及视频干扰仪,通过将视频信号中的高频分量滤除,然后再通过抖动处理增大视频信号的高频分量,最后将伪随机序列嵌入抖动处理后的视频信号,从而生成视频干扰信号,克服了现有技术利用单一白噪声作为干扰信号易被抑制解调的缺点,破坏了窃取视频信号电磁辐射信息的条件,增加了视频信号的截获分析的难度,减少了从电磁泄漏信号中提取视频信息的可能性,从根本上解决了电磁泄漏的抑制和防护问题,从而有效防止视频信息的电磁泄露。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种视频干扰信号的生成方法,其特征在于,包括:
对视频信号中的大于预设频率阈值的分量进行滤波处理;
对滤波后的所述视频信号进行抖动处理;
将预先生成的伪随机序列嵌入抖动处理后的所述视频信号,生成视频干扰信号。
2.如权利要求1所述的视频干扰信号的生成方法,其特征在于,所述频率阈值为0.7fp;其中,fp为所述视频信号的最高频率。
3.如权利要求1所述的视频干扰信号的生成方法,其特征在于,所述对滤波后的所述视频信号进行抖动处理,具体包括:
将滤波后的所述视频信号乘以黑白灰度周期序列,获得抖动处理后的所述视频信号。
4.如权利要求3所述的视频干扰信号的生成方法,其特征在于,所述黑白灰度周期序列为由一系列0、1组成的归一化不同背景灰度等级的高频周期序列。
5.如权利要求1所述的视频干扰信号的生成方法,其特征在于,所述方法通过以下步骤生成所述伪随机序列:
保持第一序列发生器的初始状态不变,调整第二序列发生器的初始状态;
根据同一时钟脉冲信号控制所述第一序列发生器生成第一序列以及所述第二序列发生器生成第二序列;
根据所述第一序列和所述第二序列获得所述伪随机序列。
6.如权利要求5所述的视频干扰信号的生成方法,其特征在于,所述根据所述第一序列和所述第二序列获得所述伪随机序列,具体包括:
将所述第一序列和所述第二序列进行模二相加,获得所述伪随机序列。
7.如权利要求5或6所述的视频干扰信号的生成方法,其特征在于,所述第一序列和所述第二序列均为m序列;所述伪随机序列为Gold序列。
8.一种视频干扰信号的生成装置,其特征在于,包括:
滤波模块,用于对视频信号中的大于预设频率阈值的分量进行滤波处理;
抖动处理模块,用于对滤波后的所述视频信号进行抖动处理;以及,
序列嵌入模块,用于将预先生成的伪随机序列嵌入抖动处理后的所述视频信号,生成视频干扰信号。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序;其中,所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1至7中任一项所述的视频干扰信号的生成方法。
10.一种视频干扰仪,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的视频干扰信号的生成方法。
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