[发明专利]一种基于CAVLC编码的H.264/AVC视频格式兼容加密方法

说明书

本发明提供一种基于CAVLC编码的H.264/AVC视频格式兼容加密方法，该方法直接对压缩码流进行处理，先根据视频的分块信息对其进行分组，对其中的兴趣块和随机块进行加密，作为附加信息置于码流末尾，再部分加密剩余块中的数据，将其组织成一个新的分辨率稍小的视频；加上附加信息，得到加密码流。该方法加密了视频的时域、空域以及结构信息，减少了边信息泄漏，加强了对视频内容的保护。本发明方法能够为感兴趣区域提供专门的保护，能适应于不同的应用场景，同时，也保留了对加密视频进行检测处理的能力，可以为视频监控系统、云存储等应用提供帮助。

技术领域

本发明涉及多媒体信息安全领域，更具体地，涉及一种基于CAVLC编码的H.264/AVC视频格式兼容加密方法。

背景技术

近年来，随着多媒体技术的发展，人们对于视频内容、隐私保护的相关技术越来越重视。相对于图片数据，视频数据具有体积大，图像帧之间相关性强等特点。通常来说，视频都是经过压缩编码，以方便存储和传输。这就使得视频上的加密技术与普通的加密技术有所不同，例如，通常在加密视频内容的同时，要保持其格式兼容性。如何兼顾安全性、格式兼容以及应用场景的其他需求，是视频加密技术一个挑战。

对于压缩视频码流来说，现有方法主要针对视频码流中的空域、时域相关参数进行加密。但如果从安全性的角度来考虑，这样的算法都存在着隐私泄露的风险。特别地，经过加密的媒体数据本身结构与加密前没有太大的区别。媒体数据自身的结构(块顺序、帧顺序等)附带了大量的边信息。这些未加密的结构信息，很有可能导致隐私泄露。由于经过压缩编码的媒体数据结构复杂，前后文往往具有高度相关性，并且不同的媒体数据格式所使用的编码标准不尽相同；同时，还需要考虑编码效率、加密时间等问题，对媒体数据的结构信息进行加密是一项艰巨的任务。加密空域、时域相关参数，提供了一种全局的轻量级保护；它不能满足不同应用场景对于感兴趣区域进行可控的调整，以及专门的局部保护的需求。此外，加密的视频往往用于云存储系统等场景，需要保留对加密视频一定的处理能力。

基于CAVLC编码的H.264/AVC视频格式兼容加密方法，根据CAVLC编码的特点，加密了H.264/AVC视频的时域、空域参数以及结构信息；同时，为感兴趣区域提供了专门的保护，提高了加密算法对隐私内容的保护能力；它也保留了对加密视频进行检测处理的能力，兼顾了视频处理与视频内容保护的两种需求。

发明内容

本发明提供一种基于CAVLC编码的H.264/AVC视频格式兼容加密方法，该方法能够高效的对CAVLC编码的H.264/AVC编码的视频进行加密。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种H.264/AVC视频格式兼容加密方法，包括以下步骤：

S1：根据码流中分块信息，对视频进行分组；

S2：将感兴趣块、随机选择块分别进行加密；

S3：对剩余块使用部分加密；

S4：将S3生成的部分加密块组织为格式兼容的加密视频码流，其后是S2生成的加密块打包成的NALU。

进一步地，所述步骤S1的具体过程是：

S11：定位出视频中属于感兴趣区域的块位置，将这些块记为感兴趣块R，R中用Mp₁记录位置信息；

S12：随机选择一些块，记为随机选择块S。在S中，使用Mp₂记录位置信息。特别地，S中用skip块替代相应的R中的感兴趣块；

S13：剩余块记为O。

进一步地，所述步骤S2的具体过程是：

S21：利用AES-CFB对R中的所有比特进行加密；