2. 2 視頻采集的流程分析
視頻采集系統主要包括ITU656解碼模塊、I2C接口模塊、SRAM控制模塊和VGA顯示模塊。
當系統加電后，首先通過過I2C接口模塊對ADV7181芯片進行初始化，使ADV7181芯片輸出標準的PAL制式數據。當程序判斷出接收到的是有效視頻數據時，ITU656解碼模塊對A／D芯片產生的PAL制式數據流進行串并轉換和YUVtoRGB轉換，產生適合顯示的RGB數據格式。隨后FPGA將轉換后的圖像數據存入SRAM中，當接收完一幀圖像數據后，FPGA將從SRAM中讀出視頻圖像數據并通過VGA模塊在CRT顯示器上顯示，與此同時FPGA繼續控制下一幀視頻的采集、轉換、存儲和顯示。整個視頻采集的流程如圖2所示。

3 視頻混沌加密系統的設計
混沌加密系統中，混沌加密算法的設計至關重要，它決定了混沌加密系統的安全性以及執行效率。此外，由于視頻數據置龐大和實時性的特點，對混沌加密系統的執行效率提出了更高的要求。具體的說，應盡可能的避免重復的迭代運算，采用流水線式的結構實現高速運算。
文中加密算法采用貓映射置亂算法和擴散算法相結合的方法實現。傳統用C語言實現的置亂和擴散加密方式主要是先對整幅圖像進行置亂后再進行擴散加密，程序中存在多次循環語句的調用，在圖像尺寸較大情況下，這些循環語句的調用會花費比較多的時間，造成數據處理實時性能不足；針對這種不足，考慮到Verilog語言的并行處理特點，提出具有實時處理能力的置亂擴散加密原理框圖，如圖3所示。

從原理上分析，置亂算法和擴散算法的運算對象不同，置亂算法處理的是像素位置，而擴散算法處理的是像素值。因此，借助Verlog語言的并行性特點，可以同時進行置亂算法和擴散算法。一方面將圖像像素坐標信息傳送到置亂加密模塊中，產生置亂后的地址，連接到SRAM的地址總線上；另一方面從視頻圖像中不斷地緩存連續的4個像素值傳送到擴散加密模塊中，經過擴散算法后產生4個新的像素值，送到SRAM的數據總線上。