[发明专利]基于排序置换的相关性保持无损视频加密压缩传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频安全传输领域，特别涉及一种基于排序置换的相关性保持无损视频加密压缩传输方法。

背景技术

视频泛指将一系列静态影像以电信号方式加以捕捉、纪录、处理、储存、传送，及重现的各种技术。由于视频包含了空间的与时间的冗余性，所以从传输效率上考虑，未压缩的视频传输不容乐观。压缩效率直接取决于源数据的冗余度，数据越相关，可压缩性就越好，反之亦然。另一方面，强加密是一个制造随机数据的过程。现有视频加密应用中存在编解码标准不兼容、数据格式不兼容、加密压缩效率低下以及安全性等问题。因此，设计一种可以保持甚至增强数据的可压缩性且具有合理安全性的加密机制是一种非常切合实际的应用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于排序置换的相关性保持无损视频加密压缩传输方法，能更好地解决视频帧可压缩性和安全性的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于排序置换的相关性保持无损视频加密压缩传输方法，包括以下步骤：

顺序接收并保存来自信源的原始视频帧序列；

计算所述原始视频帧序列中当前视频帧的排序置换序列；

利用所述原始视频帧序列中的当前视频帧的排序置换序列，对当前视频帧进行置换，得到已置换当前视频帧；

通过利用无损视频图像压缩标准M-JPEG-LS视频图像编码器，对所述的已置换当前视频帧进行压缩处理，得到用于传输的加密压缩视频帧。

优选地，还包括：

若当前视频帧是所述原始视频帧序列中的第一个视频帧，则利用M-JPEG-LS视频图像编码器，对所述当前视频帧进行压缩处理，得到用于通过安全通道传输的压缩视频帧。

优选地，所述的得到已置换当前视频帧的步骤包括：

按照所述当前视频帧的排序置换序列中的每个元素的序号，依次对当前视频帧的相应像素进行置换，得到已置换当前视频帧。

优选地，还包括接收所述压缩视频帧和加密压缩视频帧的步骤，具体为：

顺序接收并保存来自发送端的压缩视频帧和加密压缩视频帧序列；

利用M-JPEG-LS视频图像解码器，依次对所述压缩视频帧和所述加密压缩视频帧序列中的每个加密压缩视频帧进行解压缩处理，得到第一个视频帧和已置换视频帧序列；

利用通过前视频帧计算得到的排序置换序列的逆序列，对所述已置换视频帧序列中的已置换当前视频帧进行置换，得到当前视频帧。

优选地，所述的得到当前视频帧的步骤包括：

按照所述逆序列中每个元素的序号，对已置换当前视频帧的每个像素进行置换，得到当前视频帧。

优选地，利用递归排序算法，计算原始视频帧序列中当前视频帧的排序置换序列。

优选地，所述利用递归排序算法，计算原始视频帧序列中当前视频帧的排序置换序列的步骤包括：

通过拷贝原始视频帧序列中的前视频帧，得到关于所述前视频帧的从最低位像素到最高位像素的像素序列；

通过从最高位像素开始的像素递归地与从最低位像素开始的像素进行交换，得到新的像素序列；

根据新的像素序列生成与其对应的排序置换序列，并将所述排序置换序列作为当前视频帧的排序置换序列。

优选地，当相机从当前视频帧移动至其它视频帧时，根据水平方向的移动量和垂直方向的移动量，调整由当前视频帧计算得到的排序置换序列。

根据本发明的另一方面，提供了一种无损视频加密压缩视频帧的传输方法，包括以下步骤：

顺序接收并保存来自信源的原始视频帧序列；

计算原始视频帧序列中当前视频帧的排序置换序列；

利用所述原始视频帧序列中的当前视频帧的排序置换序列，对当前视频帧进行直方图隐藏的加密压缩处理，得到用于传输的加密压缩视频帧。

优选地，还包括：

若当前视频帧是所述原始视频帧序列中的第一个视频帧，则利用M-JPEG-LS视频图像编码器，对所述当前视频帧进行压缩处理，得到用于通过安全通道传输的压缩视频帧。

优选地，所述的直方图隐藏的加密压缩处理的步骤包括：

利用所述原始视频帧序列中的当前视频帧的排序置换序列，对当前视频帧进行置换，得到已置换当前视频帧；

读取在前进行置换并保存的已置换前视频帧；

将所述的已置换当前视频帧减去所读取的已置换前视频帧，得到直方图隐藏的已置换当前视频帧；