视频加密方案设计及在车牌保护系统中的应用

【摘要】：随着多媒体技术的迅猛发展,基于网络的视频技术已广泛应用于各个行业,如视频会议,视频聊天,视频监控,数字电视等等。人们在法律、安全意识上的不断提高,使视频隐私的安全问题引起了人们的密切关注。在商业、政治、军事等涉及机密信息的视频系统中,车辆作为一个与人密不可分的实体,同样反应了车主个人信息,因此对车辆信息的保护也是必要的。而传统的整帧加密速度太慢,已经不能满足现在基于网络的视频实时性需求,因此,为了提高加密速度,保证视频中的隐私不被泄露,仅对视频中的一些重要信息(如车牌区域)加密已经成为是当前人们的研究热点。当前最流行的H.264视频编码标准在基于网络传输的实时性与图像传输传输要求高的环境视频技术中应用较为广泛。本文针对视频中车牌信息的保护,做的主要工作如下：(1)基于H.264编码特点提出一个快速检测车牌有效区域(即表示车牌信息的字符区域)的方案。该方案充分利用车牌的颜色特点与几何特点,结合H.264中的FMO (Flexible Macroblock Order,灵活宏块排序)快速将视频中每帧的车牌区域和背景区域(非车牌区域)分离。(2)提出了一个基于混沌系统的快速视频加密方案。首先针对Logistic映射自身问题的不足,提出了一个改进的Logistic映射。然后将该映射与Tent映射结合构成一个一维混合混沌序列,并用该混沌序列产生视频加密所需的二值密钥流。最后针对帧内预测模式与MVD (Motion Vector Difference,运动向量残差)加密的密钥空间有限和安全性不高的问题,提出了一一个改进的帧内预测模式加密与MVD加密方案。对比实验表明,该方案能较好地扰乱视频中的细节信息,具有较强的抗攻击能力,较低的计算复杂度,较小的压缩变化率,且加密后视频具备格式兼容性等特点。(3)针对实时视频系统保密需求,结合本文提出的快速检测车牌有效区域的方案和改进的视频加密方案,提出了一个基于H.264车牌区域保护方案。同时,为了进一步提高系统安全性,提出了一个混沌密钥分配方案。实验表明,该方案具有相当低的计算复杂度,能够快速、安全地保护视频中的车牌区域。
【关键词】：H.264 FMO 混沌加密 视频加密 ROI 车牌保护
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP309.7