基于自同步混沌流密码的HEVC视频ROI加密算法

在公共网络上广泛传播的视频不可避免地包含有隐私信息.为此很多针对视频的加密方案相继提出.文章针对HEVC视频感兴趣区域(ROI)提出一种自同步混沌流密码加密算法,以人脸所在区域作为感兴趣区域为例,实现对HEVC视频隐私区域的保护.首先,根据动力系统反控制原理,构建出无简并三维离散超混沌系统.在此基础上,提出一种自同步混沌流密码系统.然后,对HEVC视频ROI实现加密,具体如下.对于HEVC视频序列中的I帧,检测人脸所在区域并作为ROI;对于P帧,则利用视频流中压缩域信息追踪ROI.并将ROI信息转化为Tiles索引.利用自同步混沌流密码系统生成的伪随机序列对Tiles索引以及Tile内的语法元素MVD符号位、MVD值和QTC符号位进行加密.解码端的解密算法也同时详细给出.同时,借助补充增强信息(SEI)实现编解码端对ROI信息的同步.实验结果验证了所提方案的有效性.最后,对所提方法的性能和安全性进行了分析,并对所提方法的嵌入对编码器所带来的影响进行了讨论.