[發明專利]一種基于H.265編碼標準的視頻加密算法

在審

• 申請號: 201710496963.9
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107396106A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 任亮;李文祥;郭俊峰
• 申請（專利權）人: 深圳市億聯智能有限公司
• 主分類號: H04N19/13
• 分類號: H04N19/13;H04N19/70;H04L9/00;H04L9/08
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所44298
• 代理人: 王少強

[技術領域]

本發明涉及視頻加密算法技術領域，尤其涉及一種安全性和兼容性都較好的基于H.265編碼標準的視頻加密算法。

[背景技術]

在過去十年里，隨著多媒體和網絡技術的發展，各式各樣的視頻應用不斷涌現，比如視頻點播、視頻會議、視頻監控、醫療成像和數字攝影等。這些應用被用于軍事、政治、社會、經濟、個人生活等方方面面。由于視頻信息量大，視頻信息的傳輸和存儲研究已成為當今研究的熱點。然而，在視頻信息的傳輸和存儲過程中，如果有不法分子非法竊取、破壞視頻內容，大到國家安全層面，小到個人隱私層面，都會造成嚴重的損失。由此，對于視頻內容的保護變得非常重要。比如，對于重要的軍事視頻會議，一旦會議內容被獲取，就會對國家的安全和穩定造成重大影響。再如，現在的視頻點播和直播技術得到了廣泛應用。在此過程中，未被授權的用戶不應該有觀看視頻內容的權利。對于個人來說，希望一些私密的視頻數據和信息可以得到保護。而今，中國面臨嚴重的網絡安全問題，在網絡應用的很多領域遭受國內外不法分子的非法攻擊，儼然對國家安全、社會穩定、經濟發展、個人生活造成了很大影響。因此，在多媒體領域，保護視頻信息安全已經變得尤為重要。H.264作為目前廣泛使用的編碼標準，其應用涉及到上述的各個方面。隨著高清、超高清以及3D視頻的出現，已有的編碼標準已不能滿足現有新型視頻的要求。在2010年4月，視頻編碼聯合組(JCT-VC)聯手制定了新一代視頻編碼標準-H.265/HEVC。在2013年11月，H.265/HEVC標準被ISO/IEC正式發布。

目前，國內外很多研究者研究了基于H.264標準的視頻加密算法，在視頻內容保護，版權保護方面做了很多工作。然而，在新一代的視頻編碼標準H.265上，肆意破壞視頻內容，竊取視頻信息，任意盜版的現象仍然存在，并不會因為新一代編碼標準的出現而消失。而目前，由于H.265是最新一代的視頻編碼標準，對于其信息安全的相關研究還處于空白階段。因此，對于H.265視頻內容保護的研究必將有著重大的現實意義。H.265在編碼結構、計算代價、編碼效率較之H.264編碼標準有很大的不同，對于一些在H.264上可能行得通的加解密算法，在H.265上未必是可用的。因此，結合實際的應用，以及編碼的特性，研究高效可行的加解密算法，是很有必要的。

為解決目前視頻內容存在安全性問題，本研究致力于研究可以保護視頻內容的加密算法。針對目前已有的加密算法存在問題，本研究致力于：

1)在基于熵編碼CABAC加密過程中，實現對視頻內容的加密，保證其安全性的前提下，解決CABAC因對數據極度敏感而造成解碼不兼容的問題，并解決視頻加密后，視頻編碼性能不受影響的問題。

2)在保證視頻格式兼容的前提下，以少量的編碼效率犧牲為代價，實現更高級別的視頻內容的保護。

基于上述問題，本領域的技術人員進行了大量的研發和實驗，并取得了較好的成績。

[發明內容]

為克服現有技術所存在的問題，本發明提供一種安全性和兼容性都較好的基于H.265編碼標準的視頻加密算法。

本發明解決技術問題的方案是提供一種基于H.265編碼標準的視頻加密算法，包括以下步驟，

S1：確定H.265編碼標準的MV預測技術Merge模式，該所述Merge模式的候選列表中預測MV有5個，且對應的索引號index為{0,1,2，3,4}，其可加密的索引號的個數為5個；使用混沌偽隨機序列發生器為隨機序列產生一比特密鑰，該所述比特密鑰為1或0；

S2：如果該比特密鑰為1，則跳轉執行步驟S3，否則跳轉執行步驟S5；

S3：如果index＝4,則執行步驟S7，否則執行步驟S4；

S4：用2個比特的混沌偽隨機序列與index進行異或操作，并將新的值賦給索引號index，執行步驟S6；

S5：執行4-index操作，并將新的值賦給index；當該bit＝0時，新的索引號等于4-index,則此時索引號index為2的不參與加密；

S6：將新的索引號index輸入到熵編碼器；

S7：Merge index加密結束；

S8:進入熵編碼階段，并對語法元素coeff_abs_level_remaining二進制化過程中的后綴碼進行加密；判斷語法元素coeff_abs_level_remaining是否大于萊斯參數(4<<cRiceParam)，若是，執行步驟S9，若否，執行步驟S10；