[發明專利]一種基于碼流級別的監控視頻分級加解密方法及系統

有效

• 申請號: 201911153832.6
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN112839244B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 嚴偉;黃焱軍;崔正東;趙晉;賴冠圻
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04N21/2347
• 分類號: H04N21/2347;H04N21/4405
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

本發明公布了一種基于碼流級別的監控視頻分級加解密方法及系統，系統包括：視頻信號采集模塊、目標檢測模塊，分級編碼加密模塊，解密模塊；該方法通過對視頻進行瓦Tiles/條帶Slice劃分，以Tiles作為加密單元，對一幀圖像的局部目標區域碼流進行加密而不影響其他區域碼流，從而實現對監控視頻中的動態目標進行實時追蹤加密保護。本發明有效保護了局部關鍵信息的安全；通過檢測標記智能選取待加密區域，避免了大量的視頻背景數據的處理，極大的提高了整個系統的效率，實時性高。

技術領域

本發明涉及對監控視頻實現智能化分級編碼加密，尤其涉及一種基于碼流級別的監控視頻分級加解密方法及系統，包括視頻信號采集模塊，目標檢測模塊，分級編碼加密模塊，解密模塊能夠自動檢測視頻內容中的目標信息并且進行編碼加密處理，實時保護目標信息的私密、安全。

背景技術

在視頻編碼應用之中，視頻的加密保護是其中的一個重要的課題。隨著網絡視頻監控技術的高速發展，數據安全問題日益凸顯。隨著網絡視頻監控技術的普及，不法分子利用監控系統的漏洞，威脅國家、社會、企業和家庭安全。加強監控系統的安全性，已經刻不容緩。

2013年1月，國際電信聯盟遠程通信標準化組(ITU-T/ISO)公布了高性能視頻編解碼標準(HEVC)，與上一代編碼標準相比，同樣的圖像質量下，高性能視頻編碼可以節省50％的碼率；在相同的碼率標準下，高性能視頻編碼輸出的圖像質量明顯更優。

高性能視頻編解碼相較于上一代編碼器提出了新的Tile(瓦)概念。一幅圖像也可以劃分為若干個Tiles。即從水平和垂直方向將一幅圖像分割為若干個矩形區域，一個矩形區域就是一個Tile。每個Tile包含整數個編碼樹單元(CTU，Coding Tree Unit)，其可以獨立編解碼。引入Tile的主要目的是在增強并行處理能力的同時不引入新的錯誤擴散。同時，一幅圖像也可以被劃分為一個或多個Slice(條帶)，每個Slice的數據編碼都是獨立的。

在現有技術中，針對視頻中涉及到的敏感區域、關鍵人物、車輛等信息主要有三種保護方法。第一種方法是對視頻進行全幀加密。全幀加密耗費資源多，不僅影響編碼、加密、傳輸性能，同時，相關工作人員無法實時掌握監控視頻中的大致情況。第二種方法是采取靜態的局部視頻加密方案，針對視頻中的某一塊區域做固定加密處理。這種方法適用場景及其有限，且對于動態目標的加密毫無辦法。第三種是針對動態目標追蹤進行加密。但是該研究僅處于離線研究狀態，性能無法滿足線上實時性的要求。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種基于碼流級別的監控視頻分級加解密方法及系統，針對動態目標保護的監控視頻進行智能化分級加密和解密，加密以后視覺效果優，且不影響編碼效率。

本發明的核心是：本發明專利通過對視頻進行Tiles/Slice(瓦/條帶)劃分，以Tiles作為加密單元，使得對一幀圖像的局部目標區域碼流進行加密而不影響其他區域碼流，從而實現對監控視頻中的動態目標進行實時追蹤加密保護，解決監控視頻中局部動態目標的保護問題。

本發明通過檢測算法選擇待加密Tiles，降低了待加密數據量，有效的緩解了數據冗余、資源浪費的問題。將編碼過程與加密過程結合，使得編碼加密速度非常快。此外，對目標區域的碼流數據部分進行全部加密處理，充分保證加密區域的安全性。使用基于碼流的加密機制，使得加密以后的碼流仍然可以通過標準播放器解碼播放。