壓縮視頻流的加密的製作方法
2023-06-12 16:11:41
專利名稱：壓縮視頻流的加密的製作方法
技術領域：
本發明涉及一個方法，該方法用於加密一個壓縮視頻流，特別在解密過程中，在提高安全級別的同時並不會損失資源。
背景技術：
視頻壓縮算法是基於這樣的事實，即通常一幅圖像和接下來的一幅之間差異較小、以及表現這些差異所需要的信息量比起表現整幅圖像所需要的信息量大為減少。觀察發現，從一幅圖像到另一幅圖像，大量的信息並沒有改變、甚至在一個稍稍不同的區域被重新發現。
這個原理被應用於MPEG-2、MPEG-3或者Quick Time類型的格式中。
根據這些算法，第一幅圖像——稱作參照圖——被完整傳輸，繼而一個對後面圖像的分析被實施以便確定並傳輸其間的差異。根據MPEG標準，我們區分完整傳輸的幀(I幀)、MV(運動向量)類型的差異數據以及DFD(運動向量模型和真實圖像間的差異)類型的差異數據。
根據已知的解決方案，這些數據隨後根據一個和想要的安全級別相適應的算法被加密。
為了在傳輸和處理過程中保持兼容性，每一組都被單獨加密，就是說，各幀的屬性仍然可見，只有內容被加密。
隨著存儲裝置的發展，把加密數據——比如說一部電影——傳送到用戶單元是很普通的事情。
一旦文件被存儲於用戶單元，第三方盡可以花所需的時間來試著解密這些數據。
為了避免這個風險，第一步在於提高文件的安全級別，就是說，使用帶有長密碼的強力算法。
儘管這一方法在安全級別上是令人滿意的，但是它也表現出需要在解密單元上投入重要資源的不便。
多種觀看裝置的發展方向是通過具有低編碼能力的單元使用數據。這舉例來說就是帶有顯示屏的新的行動電話的例子。對此類單元，實時使用複雜算法而不降低該單元的表現是不可能的。
因此，使用被強力算法加密的數據塊不適合被用於所有類型的用戶單元。
發明內容
因而本應用的目的是使得解碼能力較弱的終端能夠使用強力的算法。
這個目的是通過一個壓縮視頻流的加密方法來實現的，該壓縮視頻流包括獨立數據塊和差異數據塊，所述方法根據不同的加密級別來加密獨立數據塊和差異數據塊。
對獨立數據塊，我們理解為能夠不參照前面的信息而從中獲得解壓信號的信息。舉例來說可以是完整的幀(I幀)。
對差異數據塊，我們理解為能夠通過應用其中的差異信息修正前面的信號來獲得解壓信號的信息。
實際上，這個解決方案能夠把最高的安全保護集中到對圖像解壓必不可少的信息上。根據這個方法，第一個算法被應用於壓縮視頻信號的完整幀(I幀)，第二個算法被應用於運動向量類型或者DFD類型的差異信息。
這一區別也可以通過根據數據類型使用不同長度的密碼來實現。這樣，完整幀將會被用一個2048二進位位的密碼來加密，而差異信息則會被用一個128二進位位的密碼來加密。
根據本發明的一個實施方式，差異信息不被加密。
應該注意的是，基於差異原理工作的其他的信息源也可以使用這一方法。這例來說就是根據MP3格式壓縮音樂的例子。
本發明將會在下面非限制性的附圖的幫助下更好的被理解，其中圖1描述了加密操作前的壓縮流，圖2代表了加密形式的壓縮流，圖3代表了傳輸中的壓縮流。
具體實施例方式
在圖1中，壓縮流用一系列的完整幀(I)和差異信息(P/B)來代表。根據這個例子，第一個完整幀I1後面跟著用來重建從完整幀I1到完整幀I2之間的連續幀的幀P/B1-2。
同樣地，完整幀I2後面跟著用來到達完整幀I3的連續差異幀P/B2-3。
然後，這個數據流根據如圖2中所描述的幀的類型被選擇性的加密。在這個圖中，我們用長度為2048二進位位的第一密碼k1來加密完整幀I1、I2和I3。第二密碼k2——比如說長128二進位位——被用來加密差異幀P/B1-2和P/B2-3。
這裡給出的密碼k1和k2的長度是作為說明示例，它可以是其它任何長度。
根據本發明，加密質量的差異可以在密碼級別或者在所使用的算法級別上來實現。這樣舉例來說，根據k1的加密代表了一個IDEA(International Data Encryption Algorithm，國際數據加密算法)類算法，根據k2的加密代表了一個DES(Data EncryptionStandard，數據加密標準)類算法。
在這個數據流的傳輸過程中，完整幀如圖3所描述被首先傳送。
這一特性讓接收單元立刻開始對需要較長處理時間的幀進行解密。一旦這些幀被解密，由於為差異幀所選擇的算法類型可以快速執行，對差異幀的處理可以實時完成。
根據本發明的一個實施方式，對完整幀的加密級別根據其是第一幀——比如說幀I1——或是後面的幀(I2及I3)而不同。實際上，為從解密解壓縮的信號獲益，我們必須立刻處理第一幀，然後是差異幀。這就是為什麼一個幀序列的第一幀使用一個比後面的完整幀更快的解密算法。
這一算法可以和用於差異幀的算法一樣，也可以是另一個算法。
權利要求
1.一個加密壓縮視頻流的方法，所述壓縮視頻流包括獨立數據塊(I)和差異數據塊(P/B)，其特徵在於所述方法根據不同的加密級別來加密獨立數據塊(I)和差異數據塊(P/B)。
2.一個根據權利要求1加密壓縮視頻流的方法，其特徵在於獨立數據塊(I)用一個高級別算法加密，而差異數據塊(P/B)用一個快速解密算法加密。
3.一個根據權利要求1的方法，其特徵在於獨立數據塊(I)用一個或幾個長密碼加密，而差異數據流(P/B)用一個或幾個短密碼加密。
4.一個根據權利要求1至3中之一的方法，其特徵在於，在壓縮信號的傳輸過程中，獨立數據塊(I)被組成序列，這個方法在於加密該序列第一數據塊的加密級別不同於序列中的後續數據塊的加密級別。
全文摘要
本發明的目的在於使解碼能力較弱的終端能夠通過使用強力算法來接收壓縮數據流。本發明利用了一個用於加密包括獨立數據塊和差異數據塊的壓縮視頻流的方法，該方法在於根據不同的加密級別來加密獨立數據塊和差異數據塊。
文檔編號H04N7/167GK1494803SQ02805556
公開日2004年5月5日 申請日期2002年2月25日 優先權日2001年2月26日
發明者埃裡克·喬伯特, 埃裡克 喬伯特 申請人:納格拉影像股份有限公司