[发明专利]一种基于层间处理的SHVC视频加密方法有效

专利信息
申请号: 202010197574.8 申请日: 2020-03-19
公开(公告)号: CN111372083B 公开(公告)日: 2023-03-31
发明(设计)人: 王晓东;张佳青;陈晓爱;章联军;吴奇元 申请(专利权)人: 宁波大学
主分类号: H04N19/30 分类号: H04N19/30;H04N19/70;H04N19/467;H04N19/186;H04N19/176
代理公司: 宁波诚源专利事务所有限公司 33102 代理人: 邓青玲;方宁
地址: 315211 浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 处理 shvc 视频 加密 方法
【说明书】:

一种基于层间处理的SHVC视频加密方法,包括对输入视频序列进行处理生成基本层比特流;根据基本层生成层间参考图像时对颜色映射系数进行加密;然后执行增强层编码:对输入视频序列进行变换和量化,且对每一组系数组中两个加密后的语法元素的语法元素以及每组系数组中剩余的其他语法元素进行熵编码;最后输入视频序列经过帧内预测、变换、量化和熵编码以及通过层间参考图像实现的帧间预测,得到增强层比特流;基本层比特流和增强层比特流共同构成输入视频序列编码后的比特流。通过层间颜色映射系数加密手段实现了视频质量的大幅度降低;且联合对增强层中的两个语法元素进行加密,对SHVC的压缩比影响较小。

技术领域

发明涉及视频加密领域,特别涉及一种基于层间处理的SHVC视频加密方法。

背景技术

随着新兴技术的发展,数字视频数量的不断增加与扩展,随之也出现了许多版权盗取的问题,视频的隐私和安全问题在诸如付费电视、视频会议、军事机密等许多领域变得越来越苛刻。作为一种有效的保护方法,视频加密可以有效地防止视频内容被盗,为用户提供机密性和完整性。HEVC可伸缩扩展版本(scalable extensions of the HEVC,SHVC)是在高性能视频编码(High Efficiency Video Coding,H.265/HEVC)的基础上提出的新一代视频压缩编码标准。SHVC支持的可伸缩特性、兼容性以及压缩率均优于可伸缩视频编码(scalable video coding,SVC),具有重大的研究和应用价值。与之前的标准相比,可伸缩性能可以解决单层视频结构仅支持单一视频尺寸、比特率和帧率的问题,适应于异构型网络和多样终端,它可以根据不同的网络特性、终端设备和用户需求进行动态的结构调整。新一代编码标准HEVC及其扩展的SHVC在实现高压缩效率时牺牲了编码时间和成本,这导致编码复杂性增加,这对实际应用的硬件设备提出了更高性能的要求。如何在时间及成本增加程度可忽略不计的条件下对SHVC编码过程进行加密成为新编码方式的研究方向之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状,提供一种符合SHVC码流格式且大幅降低视频质量的基于层间处理的SHVC视频加密方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种基于层间处理的SHVC视频加密方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤1、对输入视频序列进行下采样得到低空间分辨率的序列,并将下采样后得到序列输入到基本层中,使用HEVC编码器对基本层输入的序列进行编码生成基本层编码比特流;

步骤2、对基本层编码比特流进行解码得到基本层的重构图像,并对基本层的重构图像分别进行纹理重采样、运动域重采样和颜色映射后生成层间参考图像;其中,基本层的重构图像进行颜色映射的具体步骤为:

步骤2-1、对基本层的重构图像进行颜色映射,得到三个通道的颜色映射系数,记为LutY、LutU和LutV,其中LutY为亮度映射系数,LutU和LutV为两种不同色度的映射系数;

步骤2-2、分别对步骤2-1中得到的三个通道的颜色映射系数的绝对值进行加密,得到三个通道加密后的颜色映射系数,分别为LutY′、LutU′和LutV′;

步骤2-3、将基本层的重构图像的YUV颜色空间切割成n1*n2*n3个长方体分区;n1、n2和n3均为整数;

步骤2-4、对于每个长方体分区,根据所述步骤2-2中的三个通道加密后的颜色映射系数计算出增强层颜色空间的映射样本值;

步骤3、构建增强层的参考图像列表,并将步骤2得到的层间参考图像放入增强层的参考图像列表中,用于增强层的编码预测;

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