淺析幀異或視頻加密算法的實現(xiàn)細(xì)節(jié)

幀異或視頻加密算法的實現(xiàn)細(xì)節(jié)具體介紹如下:

套取策略和分類方式
其工作的原則是:異或圖像塊(宏塊)只是用于降低原始圖像可理解度的“材料”,其可理解性不需保持,因而隱藏其宏觀圖像的“套取”規(guī)則更合適;同時,“套取”規(guī)則應(yīng)當(dāng)保證疊加圖像的編碼性能相比原圖像序列沒有明顯下降,即保證壓縮率不變。

幀異或視頻加密算法的“套取”策略和宏塊分類方式都是公開確定的,這滿足安全密碼協(xié)議設(shè)計的要求,同時也是保證方案正常運行的必要條件,只有解碼器端做出與編碼器端相同的“套取”判斷并將塊或宏塊以相同方式分類,才能保證去異或操作為異或操作的逆操作。

異或圖像塊使用方式
異或圖像的相應(yīng)塊(宏塊)是循環(huán)使用的,并且無論在宏觀“套取”或微觀“套取”過程中,都是按從右下到左上逆序取用的。

這是因為在宏觀套取中,不能要求異或圖像的細(xì)節(jié)尺寸大小和數(shù)量與原始圖像非常近似,因而對異或圖像的每個細(xì)節(jié),應(yīng)當(dāng)按原始圖像細(xì)節(jié)的尺寸大小進行裁剪或拼接(以對原始圖像細(xì)節(jié)達(dá)到最小覆蓋為標(biāo)準(zhǔn)),逆序使用異或細(xì)節(jié)塊能進一步降低視覺可理解性;同時,如果異或細(xì)節(jié)比需要的更多,則將多余細(xì)節(jié)塊丟棄,若異或細(xì)節(jié)塊過少(不足以將全部原始圖像細(xì)節(jié)覆蓋),則循環(huán)使用。

微觀套取中只涉及相應(yīng)尺寸宏塊材料的“數(shù)量問題”,當(dāng)異或宏塊數(shù)量不夠時同樣需循環(huán)使用。需要注意的是在幀間預(yù)測模式中,由于尺寸分割方式更多,須將這些“材料”按五種不同“規(guī)格”分類,分別逆序循環(huán)使用。

壓縮率
保證一個I幀及其后的一組P、B幀序列表示一組時空相關(guān)性較強的視頻序列,而P、B幀的使用可以有效降低碼率。不難想象,用于異或的相應(yīng)異或幀組也必須是以一個I幀打頭的一組P、B幀序列,中間的P、B幀序列在疊加后具體幀間編碼使用情況可以根據(jù)疊加幀的相關(guān)性重新確定。

1、幀間預(yù)測
通過異或疊加在原始幀上的圖像同樣是有意義的連續(xù)視頻運動圖像,因而運動殘差、運動矢量描述和MV預(yù)測在減小疊加圖像碼率方面的處理就仍然是有效的。幀異或視頻加密方案只需保證原本使用幀間預(yù)測的幀仍適用幀間預(yù)測,但具體預(yù)測方式可能發(fā)生變化。

2、幀內(nèi)預(yù)測
對于幀內(nèi)預(yù)測而言,其亮度預(yù)測類型分4×4和16×16兩種。疊加圖像和原始圖像的相同位置宏塊可以選擇相同尺寸分割中不同的模式進行預(yù)測,這種選擇僅改變編碼數(shù)值但不改變碼率。幀內(nèi)編碼的圖像幀通常是細(xì)節(jié)較多較復(fù)雜的獨立圖像,圖像的不規(guī)則疊加會導(dǎo)致均勻漸變色塊大小的成倍減少,這對碼率的影響是比較明顯的。在宏觀套取中并不能保證異或圖像中細(xì)節(jié)位置總是與原圖像中的細(xì)節(jié)位置接近,故此時應(yīng)將異或圖像細(xì)節(jié)平移“套取”在原始圖像細(xì)節(jié)附近。