[发明专利]一种高性能视频编码标准的加密处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码技术领域，尤其涉及一种高性能视频编码标准(HEVC)的加密处理方法。

背景技术

数字视频技术在视频监控系统和互联网等方面获得了日益广泛的应用，各种监控设备和在线视频应用层出不穷。虽然视频信息具有一系列优点，如直观性、确切性、高效性、广泛性等，但是由于视频信息量太大，如果不经过压缩直接使用原始数据，一个普通的电影就会占用几十甚至几百GB的空间，这些数据如果是从互联网上下载的话，那以现有的带宽，下载时间长得不可接受。另外，由于某些特殊的视频的保密特性以及一些视频的版权保护性质，非授权或免费用户没有权利观看原始的正常视频内容，在传输视频之前需要对视频做出一些保护处理。因此，为了解决视频编码压缩问题，标准委员会提出了各种不同的视频编码标准。

2013年1月，国际电信联盟远程通信标准化组（ITU-T/ISO）正式公布了高性能视频编码标准(HEVC)，相比于以往的压缩标准，高性能视频编码具有出众的性能，与之前的H.264/AVC视频编码标准相比，在相同的图像质量之下，高性能视频编码可以节省50%的码率；在相同的码率要求之下，编码输出的图像质量有了明显的提高，因此它在国际上受到了广泛地重视和欢迎。

新的高性能视频编码相比于H.264/AVC的编码的块结构有了很明显的变化。H.264/AVC采用几种固定的块尺寸以及少量的预测模式作为其预测编码的模式备选方案，而高性能视频编码采用递归的四叉树结构，把编码的块分成编码单元（Coding Unit,CU）、预测单元（Prediction Unit,PU）和变换单元（Transform Unit,TU），对不同的单元进行递归划分处理，并且其预测模式更多。

在高性能视频编码之上做加密处理一般要保证两个基础要求，第一个是编码加密之后要保证码流的格式兼容性，另一个是要保证编码的效率。码流格式的兼容性是指加密之后的高性能视频编码的码流依然可以由标准的正常高性能视频解码器解码，只是输出的对应图像是错误的图像。编码的效率的保证指的是加密之后的码流相较于未进过加密处理的码流，其码率增长不能过大。

现有技术中，H.264/AVC和SVC标准上有许多加密方案，通常可以利用CABAC（基于上下文的自适应二进制算术编码）或者CAVLC（基于上下文的自适应变长编码）编码实现，可以选择帧内编码的模式信息，帧间编码的块划分模式信息，运动矢量或者运动矢量差信息和离散余弦变换信息等来进行加密。

而高性能视频编码的熵编码部分采用的是CABAC编码，相对于H.264/AVC而言，CAVLC之上的加密方案无法被高性能视频编码采用。由于高性能视频编码的递归四叉树结构和新的编码语法元素的约束，会导致原先在H,264/AVC上码流格式兼容的加密方案的码流格式兼容性失效。新的语法元素相比较于H.264/AVC的语法元素有很多的变化和更新，新的编码工具和新的编码语法元素是否可以在高性能视频编码之上被用来作为加密的对象需要进一步的测试和分析。此外，之前的许多加密方案很少处理了感兴趣区域（ROI）视频的加密方式，大多没有考虑到自动跟踪感兴趣区域的视频加密处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能视频编码标准(HEVC)的加密处理方法，实现了高性能视频的全帧加密与ROI区域的加密。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高性能视频编码标准的加密处理方法，该方法包括：

根据用户输入的加密指令，判断当前视频帧是否采用感兴趣区域ROI加密；

若是，则利用跟踪检测算法TLD从已编码的视频帧中计算出当前视频帧的ROI区域，并对该ROI区域中待加密的语法元素和/或离散余弦变换DCT的直流系数进行紊乱加密处理，完成ROI区域加密；

否则，对当前视频帧中待加密的语法元素和/或离散余弦变换DCT的直流系数进行紊乱加密处理，完成全帧加密。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过对预定区域中的待加密语法元素和/或DCT（Discrete Cosine Transform，离散余弦变换）变换的直流系数进行加密，可以实现视频帧的全帧加密与ROI区域加密，可以适用于视频监控或者在线视频版权保护等采用高性能视频编码标准的视频加密应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。