[發明專利]基于自同步混沌流密碼的HEVC視頻ROI加解密方法

在審

• 申請號: 202310197772.8
• 申請日: 2023-03-01
• 公開（公告）號: CN116405710A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 林卓勝;葉斌輝
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: H04N21/2347
• 分類號: H04N21/2347;H04N21/4385;H04L9/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 梁國平

1.一種基于自同步混沌流密碼的HEVC視頻ROI加密方法，其特征在于，所述方法包括：

檢測并追蹤原始視頻序列中的ROI區域；

建立自同步混沌流密碼系統，迭代生成偽隨機序列；

根據所述ROI區域更新待加密的Tiles列表，將包含加密Tile信息的數據寫入SEI中；

利用所述偽隨機序列對ROI區域對應的MVD符號位、MVD的值和QTC符號位分別加密，得到加密后的視頻流。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測并追蹤原始視頻序列中的ROI區域，包括：

將所述原始視頻序列劃分為若干個圖像組；

采用OpenCV中的DNN人臉檢測算法模塊對圖像組中的關鍵幀進行檢測；

獲取人臉所在區域作為ROI區域，將ROI區域的四個頂點坐標轉換為Tile的索引；

對于圖像組中的前向參考幀，使用極坐標向量中值算法計算出ROI的運動軌跡；

計算出相應的極坐標向量中值后，將其作為ROI對應矩形框的運動向量，在原矩形框所在位置的基礎上計算得出矩形框在下一幀中的位置，實現ROI最新坐標的追蹤。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立自同步混沌流密碼系統，然后迭代生成偽隨機序列，包括：

建立三維離散時間混沌系統為X(k+1)＝A_3×3X(k)+B_3×1，

式中k＝1,2,3,L，X(k+1)＝[x₁(k+1),x₂(k+1),x₃(k+1)]^T，X(k)＝[x₁(k),x₂(k),x₃(k)]^T，A_3×3為包含非線性函數的標稱矩陣，B_3×1為反饋控制器，A_3×3和B_3×1的具體形式為

式中函數mod(·)表示取模運算，參數μ＝1×10¹¹，σ＝6×10³，ε＝2.2×10⁵，

根據所述三維離散時間混沌系統，將p(k)密文反饋回混沌系統的控制器中，得自同步混沌系統的迭代方程為：

利用迭代生成的多個混沌狀態變量得到偽隨機序列，其數學表達式為：

式中符號表示向下取整。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述ROI區域更新待加密的Tiles列表，將包含加密Tile信息的數據寫入SEI中，包括：

選用User?data?unregistered類型的SEI作為傳輸Tile信息的載體，將Tile索引執行加密運算后存入SEI，加密運算為：

式中Idx為待加密列表中的Tile索引,enc_Idx為加密后Tile索引，s^(e)為用于加密的偽隨機序列。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述偽隨機序列對ROI區域對應的MVD符號位、MVD的值和QTC符號位分別加密，包括：

對MVD符號位加密：

式中coeffsign為MVD的符號位，enc_CoeffSign為加密后MVD的符號位；

對MVD的值加密：

式中abs_mvd_minus2為MVD的值，enc_abs_mvd_minus2為加密后MVD的值；

QTC符號位的編碼采用旁路編碼，以系數組CG為單位，對QTC符號位加密：

式中org_coeff為QTC符號位的值，enc_coeff為加密后QTC符號位的值，numNonZero指示CG中非零系數的個數。