专利名称：一种基于非均匀dct的视频处理方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频编码技术领域，尤其涉及一种基于非均匀DCT的视频处理方法及
其装置。
背景技术：
随着计算机科学和通信技术的发展，信息数字化的趋势日益明显。另外，电子消费产品需求的迅速增长也加速了数字视频处理技术的发展，近年来得到广泛的应用。最新视频压缩编码标准H. 264/AVC，已应用于大多数基于互联网协议(Internet Protocol, IP)和无线的视频通信系统，如无线多媒体通信、视频会议、视频电话、及其它类似领域。近年来数字技术和高速互联网的飞速发展，及高性能数字设备价格的降低，使人们可以更轻松地制作、复制、传输、分享数字内容。但数字内容的安全威胁也随之而来，对于数字视频数据主要 的安全威胁是未授权播放、伪造、和一些其它的攻击，如重建帧攻击、去除帧攻击。视频内容的安全性对多媒体的应用至关重要，已成为视频技术发展的阻碍，视频加密技术作为一种常用的手段已成为信息安全领域非常热门的研究课题之一。早期的数字视频保护方法主要取决于用户身份认证和访问控制，而视频内容未经加密处理，该方法已不能适合新技术的发展。现有的技术方案有第一种名为SECMPEG的选择加密算法，只选定部分视频数据、像头信息、I帧、P和B帧的I块来加密。第二种是对离散余弦变换(Discrete Cosine Transform, DCT)系数置乱的方法，即置乱变换后的DCT系数，将各个8X8块的DCT系数映射成一个1X64矢量，然后用一个随机的置乱序列来代替zigzag扫描顺序。第三种是部分加密算法，用简单的加密算法加密量化参数，去块滤波系数，帧内预测模式，或者同时加密以上所有参数；第四种是在重建视频图像中利用运动矢量差识别和检测重要视频对象的方法，提出利用运动矢量差加密视频内容。第五种是根据
H.264视频编码技术帧内块的性质置乱后不会引起比特增加，提出了利用帧内预测模式的置乱方法。最后一种是基于多霍夫曼表(MHT)的选择加密算法，从大量可能的候选表中选择几个不同的霍夫曼表，利用它们的变换编码视频数据。现有技术存在一些不足，早期的视频加密方法是完全加密，利用传统的数据加密算法如数据加密算法(Data Encryption Algorithm, DES)和RSA加密视频数据,加密在编码过程之后，视频数据量巨大，不能满足数据传输的实时性。而SECMPEG不兼容H. 264标准，该方案提供的函数降低了视频内容的质量，没有完全把焦点放在安全性和密码分析的问题上。另外，部分加密算法由于没有加密I帧，这也不能提供足够的安全性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于非均匀DCT的视频加密的实现方法及其装置，可以提高视频传输的实时性，并提升了视频数据的安全性。为了解决上述问题，本发明提出了一种基于非均匀DCT的视频处理方法，所述方法包括
对YUV格式的图像进行处理，获得Y分量、Cb分量、Cr分量以形成图像数据块；对所述图像数据块进行NDCT变换并获得变换后的系数；对所述变换后的 系数进行量化及扫描，并获得扫描后的向量以形成待编码的数据；对所述待编码的数据进行熵编码，获得编码后的视频数据。优选地，所述对所述图像数据块进行NDCT变换获得变换后的系数的步骤包括根据NDCT变换矩阵对所述图像数据块进行NDCT变换并获得变换后的系数。优选地，所述方法还包括生成包含密钥的NDCT变换矩阵。优选地，所述生成包含密钥的NDCT变换矩阵的步骤包括根据Y = LXR对标准DCT变换矩阵的行和列分别进行NDCT变换，获得变换后的NDCT变换矩阵，其中，L表示行N DCT变换矩阵，R表示列NDCT变换矩阵。优选地，根据以下公式获取变换后的行NDCT变换矩阵L，及列NDCT变换矩阵R
权利要求
1.一种基于非均匀DCT的视频处理方法，其特征在于，所述方法包括 对YUV格式的图像进行处理，获得Y分量、Cb分量、Cr分量以形成图像数据块； 对所述图像数据块进行NDCT变换并获得变换后的系数； 对所述变换后的系数进行量化及扫描，并获得扫描后的向量以形成待编码的数据； 对所述待编码的数据进行熵编码，获得编码后的视频数据。
2.如权利要求I所述的基于非均匀DCT的视频处理方法，其特征在于，所述对所述图像数据块进行NDCT变换获得变换后的系数的步骤包括 根据NDCT变换矩阵对所述图像数据块进行NDCT变换并获得变换后的系数。
3.如权利要求2所述的基于非均匀DCT的视频处理方法，其特征在于，所述方法还包括 生成包含密钥的NDCT变换矩阵。
4.如权利要求3所述的基于非均匀DCT的视频处理方法，其特征在于，所述生成包含密钥的NDCT变换矩阵的步骤包括 根据Y = LXR对标准DCT变换矩阵的行和列分别进行NDCT变换，获得变换后的NDCT变换矩阵，其中，L表示行NDCT变换矩阵，R表示列NDCT变换矩阵。
5.如权利要求4所述的基于非均匀DCT的视频处理方法，其特征在于，根据以下公式获取变换后的行NDCT变换矩阵L，及列NDCT变换矩阵R
6.一种基于非均匀DCT的视频处理装置，其特征在于，所述装置包括图像处理模块，用于对YUV格式的图像进行处理，获得Y分量、Cb分量、Cr分量以形成图像数据块； NDCT变换模块，用于对所述图像处理模块所获得的图像数据块进行NDCT变换并获得变换后的系数； 量化扫描模块，用于对所述NDCT变换模块所变换后的系数进行量化及扫描，并获得扫描后的向量以形成待编码的数据； 编码模块，用于对所述量化扫描模块所获得的待编码的数据进行熵编码，获得编码后的视频数据。
7.如权利要求6所述的基于非均匀DCT的视频处理装置，其特征在于，所述NDCT变换模块还用于根据NDCT变换矩阵对所述图像数据块进行NDCT变换并获得变换后的系数。
8.如权利要求7所述的基于非均匀DCT的视频处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括变换矩阵生成模块，用于生成包含密钥的NDCT变换矩阵。
9.如权利要求8所述的基于非均匀DCT的视频处理装置，其特征在于，所述变换矩阵生成模块还用于根据Y = LXR对标准DCT变换矩阵的行和列分别进行NDCT变换，获得变换后的NDCT变换矩阵，其中，L表示行NDCT变换矩阵，R表示列NDCT变换矩阵。
10.如权利要求9所述的基于非均匀DCT的视频处理装置，其特征在于，所述变换矩阵生成模块还用于根据以下公式获取变换后的行NDCT变换矩阵L，及列NDCT变换矩阵R
全文摘要
本发明实施例公开了一种基于非均匀DCT的视频处理方法及其装置，其中，该方法包括对YUV格式的图像进行处理，获得Y分量、Cb分量、Cr分量以形成图像数据块；对所述图像数据块进行NDCT变换并获得变换后的系数；对所述变换后的系数进行量化及扫描，并获得扫描后的向量以形成待编码的数据；对所述待编码的数据进行熵编码，获得编码后的视频数据。在本发明中，通过将参数作为密钥的NDCT视频加密，在视频编解码中使用NDCT变换代替通常的DCT变换，可以实现在视频编解码过程与内容加密的结合，提高了视频编解码过程的实时性；且在加密过程中不需要额外的加密模块，降低了成本，同时降低了加密所需要的计算代价，有效提升了视频数据的安全性。
文档编号H04N7/26GK102710938SQ20121014122
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者孟思明, 李飞燕, 薛凯军, 陈曦 申请人:东莞中山大学研究院