專利名稱：用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的方法與裝置，且更具體
地涉及通過僅僅從時(shí)域、空域、信噪比(SNR)可伸縮性方面對(duì)每個(gè)編碼層 的可伸縮視頻編碼內(nèi)容的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密而可以降低加密與解密的計(jì)算復(fù) 雜度的方法與裝置，從而提供對(duì)受保護(hù)的可伸縮視頻編碼內(nèi)容的服務(wù)， 該方法與裝置還可以通過根據(jù)內(nèi)容消費(fèi)者的級(jí)別而產(chǎn)生和分配用于加密 和解密的密鑰以保護(hù)內(nèi)容。
背景技術(shù)：
眾所周知，傳統(tǒng)的壓縮視頻內(nèi)容保護(hù)方案包括將視頻內(nèi)容打包，并 在傳送的時(shí)候?qū)⒋虬蟮臄?shù)據(jù)包加密以保護(hù)該視頻內(nèi)容，或?qū)⒁汛鎯?chǔ)的 壓縮視頻內(nèi)容加密以保護(hù)它們。
然而，該保護(hù)方案的缺點(diǎn)是解密被加密的壓縮視頻內(nèi)容時(shí)的計(jì)算復(fù) 雜度高。而且，該方案對(duì)可伸縮視頻編碼內(nèi)容中的各層的所有數(shù)據(jù)都進(jìn) 行加密，從而增加了低效率的計(jì)算復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的方法與裝置，該方 法和裝置通過僅僅從時(shí)域、空域、SNR可伸縮性方面對(duì)每個(gè)編碼層的可 伸縮視頻編碼內(nèi)容的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密而能夠降低加密與解密的計(jì)算復(fù)雜 度，進(jìn)而提供對(duì)受保護(hù)的可伸縮視頻編碼內(nèi)容的服務(wù)，該方法和裝置還 能夠根據(jù)內(nèi)容消費(fèi)者的級(jí)別而產(chǎn)生和分配用于加密和解密的密鑰以保護(hù) 內(nèi)容。
本發(fā)明的一方面提供了用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容提供系統(tǒng)中的 可伸縮視頻內(nèi)容的方法，所述可伸縮視頻編碼內(nèi)容提供系統(tǒng)加密并提供 由可伸縮視頻用戶終端所請求的可伸縮視頻內(nèi)容，所述方法包括接收 被請求的可伸縮視頻內(nèi)容；將所接收的可伸縮視頻內(nèi)容存儲(chǔ)在可伸縮視頻內(nèi)容存檔中，并控制驗(yàn)證的執(zhí)行以及要發(fā)送給用戶的密鑰的產(chǎn)生；執(zhí) 行驗(yàn)證并產(chǎn)生密鑰；響應(yīng)所述請求以使可伸縮視頻成像，并對(duì)所成像的 可伸縮視頻內(nèi)容進(jìn)行編碼；使用所產(chǎn)生的密鑰加密已編碼的可伸縮視頻 內(nèi)容；產(chǎn)生用于已加密的可伸縮視頻編碼內(nèi)容的加密信息元數(shù)據(jù)；以及 通過網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ)介質(zhì)將已加密的可伸縮視頻編碼內(nèi)容與所產(chǎn)生的加密信 息元數(shù)據(jù)發(fā)送至可伸縮視頻用戶終端。
本發(fā)明的另一方面提供了用于保護(hù)在可伸縮視頻用戶終端中的可伸 縮視頻編碼內(nèi)容的方法，所述的可伸縮視頻用戶終端對(duì)從可伸縮視頻編 碼內(nèi)容提供系統(tǒng)所接收的加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容和加密信息元數(shù)據(jù)進(jìn) 行解密和解碼，所述方法包括解析已接收的加密信息元數(shù)據(jù)以獲得密 鑰和加密信息；使用密鑰和加密信息解密已接收的加密可伸縮視頻編碼 內(nèi)容；解碼并重現(xiàn)已解密的可伸縮視頻內(nèi)容。
本發(fā)明的另一方面提供了用于保護(hù)由可伸縮視頻用戶終端所請求的 可伸縮視頻內(nèi)容的可伸縮視頻編碼內(nèi)容提供系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用戶內(nèi) 容請求信息接收單元，其用于接收被請求的可伸縮視頻內(nèi)容；可伸縮視 頻內(nèi)容服務(wù)控制單元，其用于將已接收的可伸縮視頻內(nèi)容存儲(chǔ)在可伸縮 視頻內(nèi)容存檔中，并控制驗(yàn)證的執(zhí)行以及將要發(fā)送給用戶的密鑰的產(chǎn)生； 用戶驗(yàn)證與密鑰控制單元，其用于執(zhí)行驗(yàn)證并產(chǎn)生密鑰；成像單元，其 用于響應(yīng)于請求以使可伸縮視頻成像；可伸縮視頻編碼單元，其用于對(duì) 已成像的可伸縮視頻內(nèi)容進(jìn)行編碼；可伸縮視頻編碼數(shù)據(jù)加密單元，其 使用所產(chǎn)生的密鑰加密已編碼的可伸縮視頻內(nèi)容；加密信息元數(shù)據(jù)產(chǎn)生 單元，其產(chǎn)生用于已加密的可伸縮視頻編碼內(nèi)容的加密信息元數(shù)據(jù)；以 及加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容與加密信息元數(shù)據(jù)傳送單元，其用于通過網(wǎng) 絡(luò)將已加密的可伸縮視頻編碼內(nèi)容與所產(chǎn)生的加密信息元數(shù)據(jù)傳送至可 伸縮視頻用戶終端。
本發(fā)明的另一方面提供了通過解密并解碼已加密的可伸縮視頻編碼 內(nèi)容與加密信息元數(shù)據(jù)以保護(hù)該內(nèi)容與元數(shù)據(jù)的可伸縮視頻用戶終端， 該終端包括加密可伸縮視頻元數(shù)據(jù)解析單元，其用于解析已接收的加 密信息元數(shù)據(jù)以得到密鑰和加密信息；可伸縮加密視頻解密單元，其使 用密鑰和加密信息對(duì)所接收的已加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容進(jìn)行解密；可伸縮視頻解碼單元，其用于對(duì)己解密的可伸縮視頻內(nèi)容進(jìn)行解碼；以及 可伸縮解碼視頻渲染單元，其用于渲染和重現(xiàn)已解碼的可伸縮視頻內(nèi)容。
本發(fā)明的另一方面提供了用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的裝置，該 裝置包括輸入單元，其用于將響應(yīng)于視頻用戶終端的請求而獲取的輸 入視頻內(nèi)容分解和輸入至?xí)r域、空域、SNR可伸縮性層的至少一層中； 編碼單元，其用于對(duì)時(shí)域、空域、SNR可伸縮性層的至少一層的輸入視 頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；加密單元，其用于對(duì)已編碼的時(shí)域、空域、SNR可伸 縮性層的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加密；產(chǎn)生單元，其產(chǎn)生用于已加密的時(shí)域、空 域、SNR可伸縮性層的視頻數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)；以及存儲(chǔ)單元，其用于合并 和存儲(chǔ)時(shí)域、空域、SNR可伸縮性層的已加密編碼數(shù)據(jù)和所產(chǎn)生的元數(shù) 據(jù)。
本發(fā)明的另一方面提供了用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的方法，該 方法包括將響應(yīng)于視頻用戶終端的請求而獲取的輸入視頻數(shù)據(jù)分解和 輸入至?xí)r域、空域、SNR可伸縮性層的至少一層中；對(duì)時(shí)域、空域、SNR 可伸縮性層的至少一層的輸入視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；對(duì)己編碼的時(shí)域、空 域、SNR可伸縮性層的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加密；產(chǎn)生用于已加密的時(shí)域、空 域、SNR可伸縮性層的視頻數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)；合并和存儲(chǔ)時(shí)域、空域、SNR 可伸縮性層的已加密編碼數(shù)據(jù)和所產(chǎn)生的元數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方面提供了用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的方法，該 方法包括將輸入視頻數(shù)據(jù)分解到時(shí)域、空域、SNR可伸縮性層的至少 一層中；對(duì)時(shí)域、空域、SNR可伸縮性層的至少一層的輸入視頻數(shù)據(jù)進(jìn) 行編碼；將用于已編碼的時(shí)域、空域、SNR可伸縮性層的輸入視頻數(shù)據(jù) 的比特流分組為時(shí)域、空域、SNR可伸縮性層的至少一層的組合以形成 層級(jí)；對(duì)所形成的層級(jí)的一級(jí)或多級(jí)進(jìn)行加密；并產(chǎn)生用于已加密層級(jí) 的加密信息作為元數(shù)據(jù)。同時(shí)，輸入視頻數(shù)據(jù)可以一層或多層輸入，而 不是以三個(gè)可伸縮層輸入。
所述方法還可包括將已加密層級(jí)或初始層級(jí)與用于層級(jí)保護(hù)的元數(shù) 據(jù)進(jìn)行合并，并將該合并結(jié)果存儲(chǔ)為一個(gè)文件或單獨(dú)數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)一 個(gè)或多個(gè)已形成層級(jí)的加密可包括保護(hù)所有層級(jí)或有選擇地加密對(duì)應(yīng)于 層級(jí)中的特定可伸縮性組合的比特流數(shù)據(jù)。本發(fā)明的另一方面提供了其中存儲(chǔ)有用于執(zhí)行保護(hù)可伸縮視頻編碼 內(nèi)容的方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。g卩，根據(jù)本發(fā)明的用于保護(hù) 可伸縮視頻編碼內(nèi)容的方法可通過計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)代碼 實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)包括任何類型的用于存儲(chǔ)可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀 取的數(shù)據(jù)的記錄裝置。
例如，計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ) 器(RAM)、只讀存儲(chǔ)光盤(CD-ROM)、磁帶、硬盤、軟盤、移動(dòng)存儲(chǔ)裝置、 非易失性存儲(chǔ)器(例如閃存)以及光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。記錄介質(zhì)還可由諸如 載波(例如基于因特網(wǎng)的傳輸)的傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)。


通過參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選的示例性實(shí)施例，本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員會(huì)更加明白本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)，在
附圖中
圖l表示根據(jù)本發(fā)明的按時(shí)域分解和組裝的可伸縮視頻幀； 圖2表示MPEG-4可伸縮視頻編碼(AVC)塊；
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的用于可伸縮視頻編碼內(nèi)容保護(hù)的時(shí)域/空域可 伸縮性結(jié)構(gòu)；
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的用于保護(hù)MPEG-4可伸縮視頻編碼內(nèi)容的裝置 的精細(xì)顆?？缮炜s性(FGS)塊；
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的框圖6表示本發(fā)明的分層的可伸縮比特流典型結(jié)構(gòu)的示例；
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的用于可伸縮比特流保護(hù)的文件格式箱結(jié)構(gòu)；
圖8表示根據(jù)本發(fā)明的用于可伸縮比特流保護(hù)的文件格式箱結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
在下文中，將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本發(fā)明不是局限于 以下所公布的實(shí)施例，而是可以以各種形式實(shí)施。描述以下實(shí)施例是為 了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以實(shí)施和實(shí)踐本發(fā)明。
圖la和圖lb圖示了根據(jù)本發(fā)明的按時(shí)域分解和組裝的可伸縮視頻 幀。圖la表示按時(shí)域分解的可伸縮視頻幀，圖lb表示按時(shí)域組裝的可伸 縮視頻幀。
首先，參照圖la，連續(xù)的視頻幀被分解成各個(gè)幀(畫面)組。在每個(gè)畫 面組中，分別具有l(wèi)/2時(shí)間分辨率的低通濾波畫面和高通濾波畫面通過時(shí) 域?yàn)V波形成一層。該層在更低層上被分解成各具有l(wèi)/2時(shí)間分辨率的低通 濾波畫面和高通濾波畫面。換言之，按時(shí)域分解的過程一直持續(xù)到在最 低層僅剩一個(gè)低通濾波畫面為止。
接下來，參照圖lb，按時(shí)域組裝可伸縮視頻幀的過程是上述分解過 程的逆過程，并包括使用下個(gè)較高層的高通濾波畫面，從在分解過程 中所獲得的最低層的低通濾波畫面獲得在相同層上的低通濾波畫面。該 過程一直執(zhí)行到獲得初始圖像的分辨率為止。
換言之，當(dāng)傳送按時(shí)域分解的可伸縮視頻內(nèi)容時(shí)，最低層的低通濾 波畫面被首先傳送，然后依次傳送下個(gè)較高層的高通濾波畫面。這里， 可通過僅加密用于可伸縮視頻保護(hù)的最低層的低通濾波畫面而保護(hù)所有 較高層的低通濾波畫面。根據(jù)所允許的時(shí)間分辨率對(duì)較高層的高通濾波 畫面的加密可獲得僅較低層的畫面的時(shí)間分辨率。
圖2表示MPEG-4可伸縮視頻編碼(AVC)塊。初始圖像畫面的空間分辨 率通過下采樣或?yàn)V波被降低，且具有被降低的空間分辨率的畫面被輸入 至對(duì)應(yīng)層的編碼塊。最低層根據(jù)MPEG-4AVC或H.264視頻編碼方案進(jìn)行 編碼，所述最低層中的具有最小空間分辨率的畫面被編碼，并且每個(gè)較 高層上的輸入畫面使用對(duì)較低層進(jìn)行編碼的運(yùn)動(dòng)矢量、紋理、殘留信號(hào) 等進(jìn)行編碼。該編碼結(jié)構(gòu)稱為粗糙顆?？缮炜s性。同時(shí)，每個(gè)編碼層可 由精細(xì)顆?？缮炜s性進(jìn)行編碼，所述精細(xì)顆?？缮炜s性可執(zhí)行將圖像品 質(zhì)分解成次等級(jí)的編碼。圖3表示根據(jù)本發(fā)明的用于可伸縮視頻編碼內(nèi)容保護(hù)的時(shí)域/空域可 伸縮性結(jié)構(gòu)。
參照圖3， (g)到④表示較低層n的畫面，而(D到⑨表示較高層n+l的畫 面。這里，較低層n的畫面通過時(shí)間分解進(jìn)行編碼，較高層n+l的畫面通 過與較低層n的畫面相同的時(shí)間分解結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼。一經(jīng)編碼，較高層n+l 的畫面就使用來自較低層n的對(duì)應(yīng)畫面的運(yùn)動(dòng)矢量、紋理、殘留信號(hào)等進(jìn) 行編碼。
例如，使用在編碼較低層n的畫面②時(shí)所使用的運(yùn)動(dòng)矢量、紋理、殘 留信號(hào)等并使用畫面⑤和⑨，對(duì)較高層n+l的畫面⑦進(jìn)行編碼。因此，當(dāng) 畫面⑥和④被加密用于可伸縮視頻內(nèi)容保護(hù)時(shí)，所有的畫面①、②和③和 畫面⑤到⑨在不解密畫面⑥和④的情況下都不能重現(xiàn)。這對(duì)于可伸縮視頻 內(nèi)容保護(hù)非常有效。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明用于保護(hù)MPEG-4可伸縮視頻編碼內(nèi)容的裝置中 的精細(xì)顆?？缮炜s性(FGS， Fine Granular Scalability)塊。
FGS的基本層通過轉(zhuǎn)換、伸縮、量化過程對(duì)輸入圖像進(jìn)行編碼，并 通過逆過程對(duì)已編碼圖像進(jìn)行解碼以得到帶有初始圖像的殘留信號(hào)。 FGS的增強(qiáng)層接收來自FGS的基本層的殘留信號(hào)，執(zhí)行轉(zhuǎn)換和伸縮過程并 對(duì)殘留信號(hào)進(jìn)行比FGS的基本層更精細(xì)的量化，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行熵編碼 (entropy-code )。
同時(shí)，從經(jīng)增強(qiáng)層解碼的圖像和經(jīng)基本層解碼的圖像可以得到另外 的殘留信號(hào)。此結(jié)果僅用作下個(gè)增強(qiáng)層的輸入。該過程在所期望的FGS 層被繼續(xù)執(zhí)行。就FGS內(nèi)容保護(hù)而言，當(dāng)由較低層得到的殘留信號(hào)被加 密時(shí)，在未解密該殘留信號(hào)的情況下，解碼過程在下個(gè)增強(qiáng)層中不能正 確執(zhí)行。
將參照圖la描述考慮了圖l、圖2、圖3和圖4中的所有時(shí)域、空域以 及SNR可伸縮性的可伸縮視頻編碼內(nèi)容保護(hù)。
在圖la中，基本層的最低層上的低通濾波畫面L3是最基本的畫面。 當(dāng)畫面L3被加密時(shí)，在未成功解密畫面L3的情況下， 一個(gè)完整的畫面組(GoP)不會(huì)重現(xiàn)。由于基本層的畫面組不能被全部解碼，較高層的畫面也 不能被全部解碼。
當(dāng)在基本層上的L3畫面未加密而其它經(jīng)過高通濾波的H3畫面被加密 時(shí)， 一個(gè)畫面組中僅L3畫面可被解碼。因此，即使對(duì)應(yīng)于基本層的最低 層畫面L3的增強(qiáng)層中的最低層畫面L3可被解碼。當(dāng)增強(qiáng)層的對(duì)應(yīng)畫面L3 需要進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)僅允許對(duì)基本層的畫面L3進(jìn)行解碼時(shí)，只有增強(qiáng)層 的L3畫面編碼數(shù)據(jù)受保護(hù)，從而較高增強(qiáng)層的畫面L3在未進(jìn)行解密的情
況下不能被解碼。
類似地，僅對(duì)畫面L2以上的畫面的保護(hù)僅需要加密高通濾波畫面H2，
而僅對(duì)畫面I^以上的畫面的保護(hù)僅需要加密高通濾波畫面Hp
基本層的時(shí)間分辨率層上的低通濾波畫面L3和高通濾波畫面H3、 H2 和HJ吏用不同密鑰進(jìn)行加密，且密鑰的公開根據(jù)不同用戶組和經(jīng)營模式 而加以限制，此限制使得用戶組以不同的可伸縮性等級(jí)而消費(fèi)相同的可 伸縮視頻內(nèi)容。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的裝置的框圖。
可伸縮視頻編碼內(nèi)容提供系統(tǒng)100包括作為視頻獲取裝置的相機(jī) 101、視頻獲取塊102、可伸縮視頻編碼塊103、可伸縮視頻內(nèi)容服務(wù)控制 塊104、用戶驗(yàn)證與密鑰控制塊105、可伸縮視頻編碼數(shù)據(jù)加密塊106、加 密信息元數(shù)據(jù)產(chǎn)生塊107、加密信息元數(shù)據(jù)存檔108、可伸縮視頻內(nèi)容存 檔109、內(nèi)容獲取塊IIO、加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容與加密信息元數(shù)據(jù)傳 送塊111以及用戶內(nèi)容請求信息接收塊112。
可伸縮視頻用戶終端200可是有線終端(例如帶有網(wǎng)絡(luò)訪問單元的計(jì) 算機(jī))或無線終端(例如蜂窩電話、個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)、個(gè)人數(shù)字助手 (PDA)、 IMT-2000、 PDA電話或智能電話)?？缮炜s視頻用戶終端200包括 加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容與加密信息元數(shù)據(jù)接收塊201、加密可伸縮視頻 元數(shù)據(jù)解析塊202、可伸縮加密視頻解密塊203、可伸縮視頻解碼塊204、 可伸縮解碼視頻渲染塊205、用戶界面塊206以及可伸縮視頻請求與響應(yīng) 接收塊207。以下將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的 裝置的操作。
參照圖5，可伸縮視頻用戶終端200中的用戶界面塊206通過網(wǎng)絡(luò)300 請求來自于可伸縮視頻編碼內(nèi)容提供系統(tǒng)100的可伸縮視頻內(nèi)容。
可伸縮視頻編碼內(nèi)容提供系統(tǒng)100通過用戶內(nèi)容請求信息接收塊112 接收由用戶請求的可伸縮視頻內(nèi)容，并將該可伸縮視頻內(nèi)容輸入給可伸 縮視頻內(nèi)容服務(wù)控制塊104。
可伸縮視頻內(nèi)容服務(wù)控制塊104接收可伸縮視頻內(nèi)容，將該可伸縮視 頻內(nèi)容存儲(chǔ)在可伸縮視頻內(nèi)容存檔109中，控制用戶驗(yàn)證和密鑰控制塊 105執(zhí)行驗(yàn)證并產(chǎn)生要提供給用戶的密鑰。
在此情況下，相機(jī)101在可伸縮視頻內(nèi)容服務(wù)控制塊104的控制下使 視頻成像以產(chǎn)生被請求的可伸縮視頻內(nèi)容。視頻獲取塊102獲取所產(chǎn)生的 可伸縮視頻內(nèi)容并將其提供給可伸縮視頻編碼塊103。
可伸縮視頻編碼塊103對(duì)所提供的可伸縮視頻內(nèi)容進(jìn)行編碼并將其 提供給可伸縮視頻編碼數(shù)據(jù)加密塊106。
可伸縮視頻編碼數(shù)據(jù)加密塊106對(duì)已編碼的可伸縮視頻內(nèi)容執(zhí)行用 戶驗(yàn)證，使用來自于密鑰控制塊105的密鑰將該內(nèi)容加密，并將所加密的 內(nèi)容提供給加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容和加密信息元數(shù)據(jù)傳送塊lll和加 密信息元數(shù)據(jù)產(chǎn)生塊107。
在此情況下，加密信息元數(shù)據(jù)產(chǎn)生塊107產(chǎn)生用于由可伸縮視頻編碼 數(shù)據(jù)加密塊106所提供的已加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容的加密信息元數(shù)據(jù)， 將該加密信息元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在加密信息元數(shù)據(jù)存檔108中，并將加密信息元 數(shù)據(jù)輸入給加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容和加密信息元數(shù)據(jù)傳送塊lll。
加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容和加密信息元數(shù)據(jù)傳送塊lll接收來自于 可伸縮視頻編碼數(shù)據(jù)加密塊106的已加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容以及由加 密信息元數(shù)據(jù)產(chǎn)生塊107所產(chǎn)生的加密信息元數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)300將該 已加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容與加密信息元數(shù)據(jù)發(fā)送至可伸縮視頻用戶終 端200。同時(shí)，參照圖5，可伸縮視頻用戶終端200中的加密可伸縮視頻編碼 內(nèi)容和加密信息元數(shù)據(jù)接收塊201通過網(wǎng)絡(luò)300接收已加密可伸縮視頻編 碼內(nèi)容和加密信息元數(shù)據(jù)。在此情況下，加密可伸縮視頻元數(shù)據(jù)解析塊 202解析加密信息元數(shù)據(jù)以得到密鑰和相關(guān)的加密信息，并將該密鑰和加 密信息發(fā)送到可伸縮加密視頻解密塊203。
可伸縮加密視頻解密塊203使用來自于加密可伸縮視頻元數(shù)據(jù)解析 塊202的密鑰和相關(guān)的加密信息，對(duì)來自于加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容和加 密信息元數(shù)據(jù)接收塊201的已加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容進(jìn)行解密，并將已 解密的內(nèi)容提供給可伸縮視頻解碼塊204。
可伸縮視頻解碼塊204對(duì)已解密的可伸縮視頻內(nèi)容進(jìn)行解碼，并將該 可伸縮視頻內(nèi)容提供給可伸縮解碼視頻渲染塊205。
可伸縮解碼視頻渲染塊205對(duì)已解碼的可伸縮視頻內(nèi)容進(jìn)行渲染，并 通過用戶界面塊206輸出該內(nèi)容，從而輸出單元(未示出)重現(xiàn)該內(nèi)容。
圖6表示本發(fā)明的分層可伸縮比特流典型結(jié)構(gòu)的示例。層級(jí)是用于將 一個(gè)或多個(gè)SVC比特流約束成一個(gè)組的單元。如圖6所示，基本層級(jí)約束 基本層的比特流。這里示出了三種可伸縮性等級(jí)的組合(時(shí)域可伸縮性等 級(jí)、空域可伸縮性等級(jí)與粗糙SNR可伸縮性等級(jí))，即示出了層級(jí)1((T0， Sl， BO)， (Tl， Sl， BO), (Tl， SO, B0)}、層級(jí)2((T0， Sl， BO)， (T2， SO， B0)}、層級(jí)3((T0， S2， BO)， (Tl， S2， BO)， (T2， S2， B0)}。
這里，當(dāng)基本層級(jí)受到保護(hù)(加密)時(shí)，在未解密基本層級(jí)的情況下， 依賴于基本層級(jí)的層級(jí)l、層級(jí)2和層級(jí)3不能得到恢復(fù)，這就保護(hù)了所有 層級(jí)。如果層級(jí)U(T1， Sl， BO》受到保護(hù)(加密)，依賴于層級(jí)U(T1， Sl， B0)〉的層級(jí)3((T1， S2， BO)， (T2， S2， B0))和層級(jí)2((T0， Sl， BO"在 未加密的情況下可以受到保護(hù)。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的用于可伸縮比特流保護(hù)的文件格式箱結(jié)構(gòu)。圖 7的文件格式結(jié)構(gòu)包括文件類型箱(FTYP)、 moov箱(MOOV)、 MDAT箱 (MDAT)。文件類型箱(FTYP)表示文件類型(例如SVC類型)信息，moov箱 (MOOV)包括視頻流信息(例如SVC流)，MDAT箱(MDAT)被定義為用于存 儲(chǔ)實(shí)際數(shù)據(jù)(例如SVC流)的箱。moov箱(MOOV)遞歸地包括軌跡箱(TRAK)、 MDIA箱(MDIA)以及采樣表箱(STBL)。 moov箱(MOOV)在采樣 表箱(STBL)中具有用于指定采樣組的采樣一組(SBGP)箱以及用于記錄 采樣組信息的采樣組描述(SGPD)箱。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明的用于可伸縮比特流保護(hù)的文件格式箱結(jié)構(gòu)，所 述文件格式箱結(jié)構(gòu)例如是采樣表箱(STBL)的采樣組描述(SGPD)箱結(jié)構(gòu)。
這里，該結(jié)構(gòu)包括用于層級(jí)保護(hù)的iV她"i。"&Zze膨/"/。5。;c6)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該 Pratec,/o"&;ze膨/"/o5ca(9數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下
〃/iW/"/o5ox & /or MP￡G々/iW麼,X
〃尸or SKC A^yec / rofec"o"， 5t/ze/we7J^e5o;c a"<i Sc/zewe/"yb附ariow5ox is
同時(shí)，SFC(9/7era"'w^Poz'"/5o;c通過使用各層中的fempora/—/eve/、 cfe/ ert^^—W以 及^"%一/^/信息表示時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性信息從而表示層級(jí)之 間的依賴關(guān)系。SrCC^ra^gP。/wWox的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下
wra/gwed fw仰《wa//0;—/ew/，' wra/gweii /w柳myervec = 0;于是，通過使用圖7和圖8所示的文件格式結(jié)構(gòu)中的分層依賴性，本 發(fā)明提供了可伸縮視頻比特流的非常有效的分層依賴保護(hù)。
根據(jù)本發(fā)明，通過僅僅從時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性方面對(duì)每個(gè) 編碼層的可伸縮視頻編碼內(nèi)容的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，可以降低計(jì)算的復(fù)雜度， 從而可以提供用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的服務(wù)。而且，可通過根據(jù) 內(nèi)容消費(fèi)者的等級(jí)產(chǎn)生和分配用于加密和解密的密鑰而對(duì)內(nèi)容加以保 護(hù)。于是，已加密的壓縮視頻內(nèi)容可以以減少的計(jì)算復(fù)雜度被解密，從 而可以解決由于加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容的所有層的所有數(shù)據(jù)所導(dǎo)致的 低效率的計(jì)算復(fù)雜度增加的現(xiàn)有問題。
盡管參照某些示例性實(shí)施例圖示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離所附權(quán)利要求書的精神和范圍的情況下，可以 做出各種形式或細(xì)節(jié)上的改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容提供系統(tǒng)中的可伸縮視頻內(nèi)容的方法，所述可伸縮視頻編碼內(nèi)容提供系統(tǒng)加密并提供由可伸縮視頻用戶終端請求的可伸縮視頻內(nèi)容，該方法包括以下步驟接收所述被請求的可伸縮視頻內(nèi)容；將所述已接收的可伸縮視頻內(nèi)容存儲(chǔ)在可伸縮視頻內(nèi)容存檔中，并控制驗(yàn)證的執(zhí)行以及要發(fā)送給用戶的密鑰的產(chǎn)生；執(zhí)行所述的驗(yàn)證并產(chǎn)生所述的密鑰；響應(yīng)所述請求以使所述可伸縮視頻成像并對(duì)所述已成像的可伸縮視頻內(nèi)容進(jìn)行編碼；使用所產(chǎn)生的密鑰加密所述已編碼的可伸縮視頻內(nèi)容；產(chǎn)生用于所述已加密的可伸縮視頻編碼內(nèi)容的加密信息元數(shù)據(jù)；以及通過網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ)介質(zhì)將所述已加密的可伸縮視頻編碼內(nèi)容和所產(chǎn)生的加密信息元數(shù)據(jù)傳送給所述可伸縮視頻用戶終端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述加密包括相對(duì)于基本層的輸 入視頻的按時(shí)域分解畫面而言有選擇地加密已分解的最低層的低通濾波 畫面或較高層的高通濾波畫面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述加密包括對(duì)經(jīng)編碼以具有SNR 可伸縮性的FGS層的編碼數(shù)據(jù)的基本層或增強(qiáng)層進(jìn)行加密。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述加密信息元數(shù)據(jù)包括加密參 數(shù)和密鑰。
5. —種用于保護(hù)可伸縮視頻用戶終端中的可伸縮視頻編碼內(nèi)容的 方法，所述可伸縮視頻用戶終端可解密和解碼從可伸縮視頻編碼內(nèi)容提 供系統(tǒng)接收的已加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容和加密信息元數(shù)據(jù)，該方法包 括解析所接收的加密信息元數(shù)據(jù)以得到密鑰和加密信息；使用所述密鑰和所述加密信息解密所接收的已加密可伸縮視頻編碼 內(nèi)容；以及解碼并重現(xiàn)所述已解密的可伸縮視頻內(nèi)容。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，所述加密信息元數(shù)據(jù)包括加密參 數(shù)和密鑰。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括當(dāng)在解密所接收的已加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容時(shí)沒有解密工具時(shí)，可通過存儲(chǔ)介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)獲取、安裝 并使用解密工具。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括當(dāng)在解密所接收的已加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容時(shí)沒有用于解密的加密元數(shù)據(jù)時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)請求用于解 密的加密元數(shù)據(jù)，響應(yīng)于所述請求以接收和獲取所述加密元數(shù)據(jù)，并在 對(duì)所接收的已加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容進(jìn)行解密時(shí)使用所述加密元數(shù)據(jù)。
9. 一種用于保護(hù)由可伸縮用戶終端請求的可伸縮視頻內(nèi)容的可伸縮視頻編碼內(nèi)容提供系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用戶內(nèi)容請求信息接收單元，其用于接收被請求的可伸縮視頻內(nèi)容;可伸縮視頻內(nèi)容服務(wù)控制單元，其用于將所述己接收的可伸縮視頻 內(nèi)容存儲(chǔ)在可伸縮視頻內(nèi)容存檔中，并控制驗(yàn)證的執(zhí)行以及要發(fā)送給用戶的密鑰的產(chǎn)生；用戶驗(yàn)證與密鑰控制單元，其用于執(zhí)行所述驗(yàn)證并產(chǎn)生所述密鑰； 成像單元，其用于響應(yīng)于所述請求以使所述可伸縮視頻成像；可伸縮視頻編碼單元，其用于對(duì)所述已成像的可伸縮視頻內(nèi)容進(jìn)行編碼；可伸縮視頻編碼數(shù)據(jù)加密單元，其使用所產(chǎn)生的所述密鑰對(duì)所述已 編碼的可伸縮視頻內(nèi)容進(jìn)行加密；加密信息元數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，其產(chǎn)生用于所述已加密的可伸縮視頻編 碼內(nèi)容的加密信息元數(shù)據(jù)；以及加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容與加密信息元數(shù)據(jù)傳送單元，其通過網(wǎng)絡(luò) 將所述已加密的可伸縮視頻編碼內(nèi)容與所產(chǎn)生的加密信息元數(shù)據(jù)傳送給 所述的可伸縮視頻用戶終端。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中，用于以所產(chǎn)生的密鑰加密所述 已編碼可伸縮視頻內(nèi)容的所述可伸縮視頻編碼數(shù)據(jù)加密單元對(duì)時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，或?qū)r(shí)域、空域以及SNR 可伸縮性層的組合進(jìn)行加密。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中，所述可伸縮視頻編碼數(shù)據(jù)加密 單元相對(duì)于基本層的輸入視頻的按時(shí)域分解的畫面而言有選擇地加密已 分解的最低層的低通濾波畫面或較高層的高通濾波畫面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中，所述可伸縮視頻編碼數(shù)據(jù)加密 單元對(duì)經(jīng)編碼以具有SNR可伸縮性的FGS層的編碼數(shù)據(jù)的基本層或增強(qiáng) 層進(jìn)行加密。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中，所述加密信息元數(shù)據(jù)包括加密 參數(shù)與密鑰。
14. 一種用于通過解密和解碼已加密的可伸縮視頻編碼內(nèi)容與加密 信息而保護(hù)所述內(nèi)容與信息的可伸縮視頻用戶終端，該終端包括加密可伸縮視頻元數(shù)據(jù)解析單元，其用于解析所接收的所述加密信 息元數(shù)據(jù)以得到密鑰與加密信息；可伸縮加密視頻解密單元，其使用所述密鑰與加密信息對(duì)所接收的 已加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容進(jìn)行解密；可伸縮視頻解碼單元，其用于解碼所述已解密的可伸縮視頻內(nèi)容；以及可伸縮解碼視頻渲染單元，其用于渲染與重現(xiàn)所述的已解碼可伸縮 視頻內(nèi)容。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的終端，其中，所述加密信息元數(shù)據(jù)包括加密參數(shù)與密鑰。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14的終端，其中，當(dāng)在解密所接收的已加密可伸 縮視頻編碼內(nèi)容時(shí)沒有解密工具時(shí)，所述可伸縮加密視頻解密單元可以 通過存儲(chǔ)介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)獲取、安裝并使用解密工具。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14的終端，其中，當(dāng)在解密所接收的已加密可伸 縮視頻編碼內(nèi)容時(shí)沒有解密工具時(shí)，所述的可伸縮加密視頻解密單元通 過存儲(chǔ)介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)請求用于解密的加密元數(shù)據(jù)，響應(yīng)于所述請求接收并 獲取所述加密元數(shù)據(jù)，并在對(duì)所接收的已加密可伸縮視頻編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行 解密時(shí)使用所述的加密元數(shù)據(jù)。
18. —種用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的裝置，該裝置包括 輸入單元，其用于將視頻數(shù)據(jù)分解并輸入到至少時(shí)域、空域與SNR可伸縮性層之一中，所述視頻數(shù)據(jù)是響應(yīng)于視頻用戶終端的請求而獲取 的；編碼單元，其用于對(duì)至少所述時(shí)域、空域與SNR可伸縮性層之一中 的所述輸入視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；加密單元，其用于加密所述已編碼的時(shí)域、空域與SNR可伸縮性層 的視頻數(shù)據(jù)；產(chǎn)生單元，其產(chǎn)生用于所述已加密的時(shí)域、空域與SNR可伸縮性層 的所述視頻數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)；以及存儲(chǔ)單元，其用于合成并存儲(chǔ)所述時(shí)域、空域與SNR可伸縮性層的 所述已加密的編碼數(shù)據(jù)以及所產(chǎn)生的元數(shù)據(jù)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中，所述加密單元用于相對(duì)于基本 層的輸入視頻的按時(shí)域分解的畫面而言有選擇地加密已分解的最低層的 低通濾波畫面或較高層的高通濾波畫面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中，所述加密單元對(duì)對(duì)經(jīng)編碼以具有SNR可伸縮性的FGS層的編碼數(shù)據(jù)的基本層或增強(qiáng)層進(jìn)行加密。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中，所述元數(shù)據(jù)包括加密參數(shù)與密鑰。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中，用于加密所述已編碼時(shí)域、空 域與SNR可伸縮性層的視頻數(shù)據(jù)的所述加密單元對(duì)時(shí)域、空域以及SNR 可伸縮性層的每個(gè)編碼數(shù)據(jù)或所述時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層的任 意組合進(jìn)行加密。
23. —種用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的方法，該方法包括 將響應(yīng)于來自視頻用戶終端的請求而獲取的輸入視頻數(shù)據(jù)分解并輸入到時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層的至少一層中；對(duì)所述時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層的至少一層的所述輸入視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；對(duì)所述已編碼的時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層的所述視頻數(shù)據(jù)進(jìn) 行加密；產(chǎn)生用于所述已加密的時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層的所述視頻 數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)；以及合成并存儲(chǔ)所述時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層的所述己加密的編 碼數(shù)據(jù)與所產(chǎn)生的元數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述已編碼的時(shí)域、空域以及 SNR可伸縮性層的所述視頻數(shù)據(jù)的加密包括對(duì)所述時(shí)域、空域以及SNR 可伸縮性層的每個(gè)編碼數(shù)據(jù)或所述時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層的任 意組合進(jìn)行加密。
25. —種用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的方法，該方法包括-將輸入視頻數(shù)據(jù)分解至?xí)r域、空域以及SNR可伸縮性層的至少一層中；對(duì)所述時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層的至少一層中的所述輸入視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；將用于所述已編碼的時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層的所述輸入視 頻數(shù)據(jù)的比特流分組為時(shí)域、空域以及SNR可伸縮性層中的至少一層的 組合，以形成層級(jí)；加密一個(gè)或多個(gè)所形成的層級(jí)；以及 產(chǎn)生用于所述已加密層級(jí)的加密信息以作為元數(shù)據(jù)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25的方法，還包括將所述已加密層級(jí)或初始層級(jí) 與用于層級(jí)保護(hù)的所述元數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，并將所述合并結(jié)果存儲(chǔ)為一個(gè) 文件或單獨(dú)數(shù)據(jù)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)已形成的層級(jí) 的加密包括保護(hù)所有所述層級(jí)或有選擇地加密對(duì)應(yīng)于層級(jí)中的特定可伸 縮性組合的比特流數(shù)據(jù)。
28. —種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，所述介質(zhì)中存儲(chǔ)有根據(jù)權(quán)利要求1 到8與23到27中的任何一個(gè)所述的用于進(jìn)行用于保護(hù)可伸縮視頻編碼 內(nèi)容的方法的程序。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于保護(hù)可伸縮視頻編碼內(nèi)容的方法與裝置，該方法和裝置通過僅僅從時(shí)域、空域、SNR可伸縮性方面對(duì)每個(gè)編碼層的可伸縮視頻編碼內(nèi)容的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密而能夠降低加密與解密的計(jì)算復(fù)雜度，并提供對(duì)受保護(hù)的可伸縮視頻編碼內(nèi)容的服務(wù)，該方法和裝置還能夠根據(jù)內(nèi)容消費(fèi)者的級(jí)別而產(chǎn)生和分配用于加密和解密的密鑰以保護(hù)內(nèi)容。于是，已加密壓縮視頻內(nèi)容可以以減少的計(jì)算復(fù)雜度解密，且由加密可伸縮視頻編碼內(nèi)容中的所有層的所有數(shù)據(jù)而導(dǎo)致的低效率的計(jì)算復(fù)雜度增加的現(xiàn)有問題可以得到解決。
文檔編號(hào)H04N7/167GK101610391SQ20081017932
公開日2009年12月23日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者咸尚禎, 樸槿洙, 李勤殖, 金秉善, 金紋哲 申請人:韓國放送公社;韓國情報(bào)通信大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)