[发明专利]一种基于H.264视频流的加密方法

摘要

本发明公开了一种基于H.264视频流的加密方法，是在H.264编码时，将一帧图像分成m(m≥1)个Slice，每个Slice包含了n(n≥1)个宏块，每个宏块又以4×4为基本单位分成16个子块：Z_m，n，0，Z_m，n，1，…，Z_m，n，15，每个子块包含16个DCT系数，即Z_m，n，i＝{C_{m，n，i，0}，C_{m，n，i，1}，…，C_{m，n，i，15}}(m≥1，n≥1，0≤i≤15)；建立与宏块相对应的DCT系数分层模型，分成直流DC系数层，和其余15个交流AC系数层；然后对每帧图像数据分发密钥，可以每层分配一个密钥，也可以根据需要若干层共用一个密钥；每帧图像数据开始加密时，密钥序列指针复位，逐层置乱，直到该帧结束。本发明安全性高，可以获得较高的压缩比。

主权项

1.一种基于H.264视频流的加密方法，其特征在于包括以下内容：(1)、DCT系数分层模型在H.264编码时，选择将一帧图像分成m(m≥1)个Slice，每个Slice包含了n(n≥1)个宏块，具体地，每个宏块又以4×4为基本单位分成16个子块：Zm，n，0，Zm，n，1，…，Zm，n，15，每个子块包含16个DCT系数，即Zm，n，i＝{Cm，n，i，0，Cm，n，i，1，…，Cm，n，i，15}(m≥1，n≥1，0≤i≤15)；将同一宏块中每个子块Zm，n，i(m≥1，n≥1，0≤i≤15)包含的二维系数矩阵映射成一维系数矩阵，映射函数为Zigzag排序；同一宏块的16个子块全部映射后，可得到对应的16个一维系数矩阵，再将这些系数矩阵组合成一个二维16×16系数矩阵；将此二维16×16系数矩阵按系数能量Zigzag排序，分成16层Layer 0，Layer 1，…，Layer 15，构成DCT系数分层模型，其中Layer i＝{Cm，n，i，0，Cm，n，i，1，…，Cm，n，i，15}(m≥1，n≥1，0≤i≤15)；在DCT系数分层模型中，Layer 0为直流DC系数层，其中Cm，n，i，0代表同一宏块中每个子块Zm，n，i(m≥1，n≥1，0≤i≤15)的直流(DC)系数；其余Layer i(1≤i≤15)为交流AC系数层，每个交流AC系数层中包含有16个交流AC系数；(2)、密钥分发与同步根据安全性要求，对每帧图像数据分发密钥，并以一或多个图组为单位更新密钥，所述图组为一帧或多帧图像数据；可以每层分配一个密钥，也可以根据需要若干层共用一个密钥；每帧图像数据开始加密时，密钥序列指针复位，逐层置乱，直到该帧结束；在H.264中每个图组的序列参数集和图像参数集之间填充一个经会话密钥加密后的32位二进制序列p1p2…p31，；二进制序列p1p2…p31内部无与序列参数集和图像参数集所述的网络适配层单元起始码相同的二进制串；新用户接收图像时，首先从码流中解析出填充的32位二进制序列序列，然后使用会话密钥进行解密，再利用解密后的序列快速计算出当前图组密钥序列，最终实现密钥重同步。