H.264/AVC视频感兴趣区域的检测与保护技术研究

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随着保护公共安全的视频监控系统与个人终端视频采集设备的普及,视频侵犯个人隐私的事件越来越多,互联网视频安全问题也愈加的严重。视频信息安全成为目前研究的热点和急需解决的问题。   目前对视频安全问题的研究大都集中在对整帧视频加密算法的研究上。对整帧视频加密不但会影响对特殊视频场景的理解而且只从密码学的角度研究对视频加密而不考虑视频的编码结构会影响视频的编码效率。因此本文提出了对视频感兴趣区域保护的方法。   视频中感兴趣区域往往带有大量重要信息,对感兴趣区域的保护可以有效解决视频安全问题。目前广泛采用的视频压缩标准为H.264/AVC,因此要求加密或置乱后的视频必须满足H.264的语法规范,能够被通用的解码器解码。怎样正确检测感兴趣区域,怎样在满足场景可理解性,隐私屏蔽性和可恢复性的基础上提高抗攻击性和编码效率,是本文中需要研究和分析的问题。   通过介绍并分析现有的感兴趣区域检测方法,针对现有方法的不足,提出了一种基于非感兴趣区域时空分析的运动显著区域检测算法。与传统方法不同的是本算法立足点是寻找非感兴趣区域,运动显著区域作为非感兴趣区域的补集被提取。位置信息作为先验知识用来确定初始非感兴趣区域,最后通过时空分析得到运动显著区域。实验证明,该方法可以有效的检测出运动显著区域,对于有复杂摄像机运动的视频也具有强鲁棒性。   针对当前视频加密方法的优缺点与H.264的编码结构,提出了一种面向H.264视频感兴趣区域保护的置乱编码的结构,鉴于视频压缩域加密方法的优越性,本文提出的置乱编码结构是一种对压缩域加密的结构,对压缩域加密可以防止视频编码效率下降。本文分析了目前主流的压缩域视频加密方法,结合视频安全的需求以及H.264的特性提出了一种多元素联合的H.264视频置乱方法。通过对实验数据的分析可以证明该方法具有一定的抗攻击性,并且对视频编码的效率没有太大的影响。   本文分析了对感兴趣区域置乱编码后由于帧内预测和帧间预测而产生的误差漂移,介绍了利用H.264中FMO机制以及强制帧内编码机制来抑制误差漂移的方法,讨论了该方法的优缺点。
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