浅析帧异或视频加密算法的实现细节 | 夏冰加密软件技术博客
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浅析帧异或视频加密算法的实现细节

帧异或视频加密算法的实现细节具体介绍如下:

套取策略和分类方式
其工作的原则是:异或图像块(宏块)只是用于降低原始图像可理解度的“材料”,其可理解性不需保持,因而隐藏其宏观图像的“套取”规则更合适;同时,“套取”规则应当保证叠加图像的编码性能相比原图像序列没有明显下降,即保证压缩率不变。

帧异或视频加密算法的“套取”策略和宏块分类方式都是公开确定的,这满足安全密码协议设计的要求,同时也是保证方案正常运行的必要条件,只有解码器端做出与编码器端相同的“套取”判断并将块或宏块以相同方式分类,才能保证去异或操作为异或操作的逆操作。

异或图像块使用方式
异或图像的相应块(宏块)是循环使用的,并且无论在宏观“套取”或微观“套取”过程中,都是按从右下到左上逆序取用的。

这是因为在宏观套取中,不能要求异或图像的细节尺寸大小和数量与原始图像非常近似,因而对异或图像的每个细节,应当按原始图像细节的尺寸大小进行裁剪或拼接(以对原始图像细节达到最小覆盖为标准),逆序使用异或细节块能进一步降低视觉可理解性;同时,如果异或细节比需要的更多,则将多余细节块丢弃,若异或细节块过少(不足以将全部原始图像细节覆盖),则循环使用。

微观套取中只涉及相应尺寸宏块材料的“数量问题”,当异或宏块数量不够时同样需循环使用。需要注意的是在帧间预测模式中,由于尺寸分割方式更多,须将这些“材料”按五种不同“规格”分类,分别逆序循环使用。

压缩率
保证一个I帧及其后的一组P、B帧序列表示一组时空相关性较强的视频序列,而P、B帧的使用可以有效降低码率。不难想象,用于异或的相应异或帧组也必须是以一个I帧打头的一组P、B帧序列,中间的P、B帧序列在叠加后具体帧间编码使用情况可以根据叠加帧的相关性重新确定。

1、帧间预测
通过异或叠加在原始帧上的图像同样是有意义的连续视频运动图像,因而运动残差、运动矢量描述和MV预测在减小叠加图像码率方面的处理就仍然是有效的。帧异或视频加密方案只需保证原本使用帧间预测的帧仍适用帧间预测,但具体预测方式可能发生变化。

2、帧内预测
对于帧内预测而言,其亮度预测类型分4×4和16×16两种。叠加图像和原始图像的相同位置宏块可以选择相同尺寸分割中不同的模式进行预测,这种选择仅改变编码数值但不改变码率。帧内编码的图像帧通常是细节较多较复杂的独立图像,图像的不规则叠加会导致均匀渐变色块大小的成倍减少,这对码率的影响是比较明显的。在宏观套取中并不能保证异或图像中细节位置总是与原图像中的细节位置接近,故此时应将异或图像细节平移“套取”在原始图像细节附近。

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