对加密或加扰的视频数据流的运动检测的系统及方法
【专利摘要】提供了对加密或加扰的视频数据流的运动检测的系统及方法。某些方法能够包括：识别加密/加扰的视频数据流的宏块大小信息；以及使用所识别的宏块大小信息来确定所述加密/加扰的视频数据流中运动的存在，而无需解密和解扰所述加密/加扰的视频数据流。
【专利说明】对加密或加扰的视频数据流的运动检测的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及运动检测。更具体地，本发明涉及对加密或加扰的视频数据流的运动检测的系统及方法。
【背景技术】
[0002]用于存储并归档视频监视数据及其它视频数据流的云技术的使用已变得普遍。在这点上，当在云网络上存储视频监视数据时，安全性以及对数据的访问成为非常重要的问题。为了加强安全性，通常加密云网络上存储的数据来防止未授权的数据访问；能够给生成数据的用户提供授权的访问。
[0003]不幸的是，通常难以对加密数据执行视频解析，例如运动检测。例如，在公知的系统及方法中，当云服务提供商基于运动信息存储视频数据流时，必须通过运动检测算法来处理原始的未加密的视频数据流，并且该运动检测算法的输出用于存储关键兴趣数据并向客户或其它用户发送警告。该运动检测算法典型地由云服务提供商执行并运行。相应地，服务提供商必须可访问解密的数据流，增加了未授权数据访问的可能性。
[0004]鉴于上述内容，存在针对对加密或加扰的视频数据流的运动检测的系统及方法的持续不间断的需要。
【发明内容】
[0005]根据本发明的第一方面，提供了一种方法，包括:识别加密/加扰的视频数据流的宏块大小信息；以及使用所识别的宏块大小信息来确定所述加密/加扰的视频数据流中运动的存在，而无需解密和解扰所述加密/加扰的视频数据流。
[0006]根据本发明的第二方面，提供了一种方法，包括:提供视频数据流；以及加密或加扰所述视频数据流，而在加密之前和之后不改变所述视频数据流中的宏块的大小。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为根据公开的实施例的加密视频数据流的方法的流程图；
[0008]图2为根据公开的实施例的加密视频数据流的方法的流程图；
[0009]图3为根据公开的实施例的检测运动的方法的流程图；
[0010]图4为根据公开的实施例的检测运动的方法的流程图；以及
[0011]图5为根据公开的实施例的用于执行图1-4的方法及其它方法的系统的框图。
【具体实施方式】
[0012]虽然本发明以许多不同的形式易受实施例的影响，但是在理解本公开应被视为本发明原理的范例的情况下，在附图中示出且本文将详细描述其具体的实施例。不旨在将本发明限于具体说明的实施例。
[0013]本文公开的实施例包括对加密或加扰的视频数据流的运动检测的系统及方法。当对加密数据而不是解密数据执行并运行视频分析(例如运动检测)时，提高了安全性，这是因为能够向未授权的用户(例如云服务提供商)拒绝对解密数据的访问。也就是说，仅向授权的用户(例如客户)或其它用户(例如生成该数据的用户)准许对解密数据的访问。
[0014]虽然不进行限制，但要理解，本文公开的某些系统及方法能够运用在2013年2月20日提交的美国申请N0.13/772,012中公开的用于检测压缩视频中的运动的系统及方法中的一些或全部。美国申请N0.13/772，012被转让于其受让人并特此通过引用并入。
[0015]在本文公开的某些实施例中，加密或加扰的视频数据流中的运动能够通过约束视频数据流而检测，使得其至少部分地可解析，并且使得视频数据流中的每个宏块的大小不变。也就是说，在加密或加扰前和后，宏块大小能够保持相同。然后，能够使用宏块大小信息来执行运动检测。
[0016]例如，能够通过解析加密或加扰的视频数据流来获取宏块大小信息，而无需分析所述数据流的内容。当运动检测仅需要宏块大小信息时，能够在所述视频数据流的存储和/或传送期间加密或加扰所述数据流的剩余部分，包括运动矢量、残余DCT系数、量化因子、残余数据等，而无需对其进行解密或解扰来检测视频数据流中的运动。相应地，能够在远程存储设备(例如云网络)上将视频数据流存储为加密数据，并且能够为了检测运动和/或为了基于运动的存储，对所述加密的视频数据流执行并运行视频分析。
[0017]根据上述内容，压缩运动检测能够完全、大部分或部分地取决于宏块大小信息。能够加密或加扰其它数据流信息，包括运动矢量、残余DCT系数、量化因子、残余比特等，来隐藏视频内容。相应地，还没有解密的解码视频会不清晰，且不能用于未授权目的。
[0018]根据公开的实施例，能够使用本领域技术人员将公知的任意视频编码方法来编码视频数据流，包括但不限于H.264、H.265、MPEG-2，4等。接着，能够通过下述操作来加密所述视频数据流:(I)加密和/或加扰残余DCT系数，(2)改变残余DCT系数的顺序和/或线性化残余DCT系数的大小，(3)加扰所述视频数据流中的宏块的运动矢量，(4)加扰所述残余DCT系数，和/或(5)加扰和/或改变所述视频数据流中的每个宏块的编码模式。这些加密方法中的每一个能够确保数据的保密性，而不改变所述视频数据流中的宏块的大小。相应地，所述加密的视频数据流能够保持可被与用于编码原始视频数据流的视频编码方法兼容的解码器解析。
[0019]在某些实施例中，加密的视频数据流能够被存储在远程存储设备(例如云网络)上。接着，能够通过解析所述加密的视频数据流并测量所述加密的视频数据流的每个帧中的每个宏块的大小，来在所述加密的视频数据流中检测运动。然后，能够通过比较宏块大小与针对运动的存在的比率阈值和/或比特阈值，来验证每个宏块的大小。相应地，无需解密和/或解扰所述加密的视频数据流来检测所述视频数据流中的运动。
[0020]在本文公开的某些实施例中，无需本领域技术人员将公知的约束就能够加密或加扰整个视频数据流。而且，能够将数据串附着到、附加到和/或关联于所述加密的或加扰的视频数据流，使得所述数据串包含所述视频数据流的每个帧的宏块的大小信息。在这些实施例中，所述加密的视频数据流和所述包含宏块大小信息的数据串均能够被远程存储在例如云网络上。接着，能够仅使用所述数据串中包含的宏块大小信息来执行和运行视频分析。相应地，无需解密或解扰所述视频数据流，就能够执行运动检测。
[0021]根据上述内容，压缩运动检测能够完全、大部分或部分地取决于宏块大小信息。当整个视频数据流被加密时，所述加密的视频数据流能够伴随有包含所述视频数据流中的每个帧的宏块的大小信息的数据串。接着，能够使用随所述加密的视频数据流存储的宏块大小信息来执行运动检测，但无需解密所述视频数据流本身。
[0022]根据公开的实施例，能够使用本领域技术人员将公知的任意视频编码方法来编码视频数据流，包括但不限于H.264、H.265、MPEG_2，4等。接着，能够解析所述视频数据流来计算所述视频数据流的每个帧中的每个宏块的大小，并能够在数据串中存储宏块大小信肩、O
[0023]在将所述宏块大小信息存储在所述数据串中之后，能够使用本领域技术人员将公知的任意加密方法来加密所述视频数据流。能够将所述加密的视频数据流和具有所述宏块大小信息的数据串存储在远程存储设备(例如云网络)上。在某些实施例中，能够在所述云网络上将加密的视频数据流和具有所述加密的视频数据流的宏块大小信息的数据串存储在一起和/或相互关联。然而，根据公开的实施例，能够与所述加密的视频数据流无关地访问所述数据串。
[0024]能够通过解析所述数据串以获取每个宏块的大小信息来在所述加密的视频数据流中检测运动。接着，能够通过比较所述宏块大小信息与针对运动的存在的比率阈值和/或比特阈值，来验证每个宏块的大小信息。相应地，无需解密和/或解扰所述加密的视频数据流来检测所述视频数据流中的运动。
[0025]如上所解释，能够通过比较所述宏块大小信息与至少两个不同阈值，来计算和/或检测视频数据流的每个宏块中运动的存在。例如，能够计算当前宏块的大小与两个相邻i帧(例如，紧接的过去和未来帧)中的相同宏块的大小的比率。在某些实施例中，如果所述比率大于比率阈值，那么能够进一步分析该宏块以确认运动的存在。例如，能够直接比较当前宏块的大小与比特阈值，并且能够使用所述视频数据流的当前帧中的平均宏块大小来计算所述比特阈值。在某些实施例中，如果所述宏块大小大于所述比特阈值，那么本文公开的系统及方法能够确定在所述宏块中检测到运动。
[0026]图1为根据一个公开的实施例的加密视频数据流的方法100的流程图。如图1中所见，能够将已使用本领域技术人员公知的方法(包括但不限于H.264,H.265、MPEG-2，4等编码的视频数据流输入到方法100中。所述方法100能够包括如110中解析视频数据流的帧数据。接着，所述方法100能够包括:如120中加密和/或加扰针对所述视频数据流的每个宏块的视频数据流中的运动矢量；以及如130中加密和/或加扰针对所述视频数据流中的每个宏块的视频数据流中的残余比特。所述方法100还能够包括如140中将所述加密和/或加扰的运动矢量和残余比特编码到视频数据流中。例如，能够使用本领域技术人员公知的方法(包括但不限于H.264、H.265,MPEG-2,4等)将所述加密和/或加扰的运动矢量和残余比特编码到视频数据流中。
[0027]图2为根据一个公开的实施例的加密视频数据流的方法200的流程图。如图2中所见，能够将已使用本领域技术人员公知的方法(包括但不限于H.264、H.265、MPEG-2,4等)编码的视频数据流输入到方法200中。所述方法200能够包括如210中解析所述视频数据流的帧数据并采集宏块大小信息。接着，所述方法200能够包括:如220中使用本领域技术人员将公知的任意加密方法加密所述视频数据流；以及如230中将采集的宏块大小信息存储在数据串中。所述方法200还能够包括如240中将所述加密的视频数据流和所述数据串与所述宏块大小信息存储在一起。例如，在某些实施例中，所述加密的视频数据流能够与所述数据串存储在一起，而在某些实施例中，所存储的加密的视频数据流能够与所存储的数据串相关联。
[0028]图3为根据一个公开的实施例的检测运动的方法300的流程图。如图3中所见，能够将也已使用本领域技术人员公知的方法(包括但不限于H.264、H.265、MPEG_2，4等)编码的加密的视频数据流输入到方法300中。所述方法300能够包括如310中解析所述加密的视频数据流的加密的帧数据来获取所述加密的视频数据流中的每个宏块的大小信息。所述方法300还能够包括如320中计算紧接的过去和未来i帧的宏块大小信息，其中所述过去和未来i帧是相对于其大小信息被如310中获取的当前宏块而言的。
[0029]如图3中所见，所述方法300能够包括如330中计算如310中获取的当前宏块的大小信息与如320中获取的紧接的过去和未来i帧中的宏块的大小信息的比率。接着，所述方法300能够如340中确定如330中计算的比率是否大于预定比率阈值。如果否，那么所述方法300能够确定当前宏块不包括运动。
[0030]然而，如果所述方法300如340中确定如330中计算的比率大于预定比率阈值，那么所述方法300能够如360确定如310中获取的当前宏块的大小信息是否大于预定比特阈值。例如，如图3中所见，所述方法300能够如350中使用所述加密的视频数据流中的宏块的平均大小来计算所述比特阈值。
[0031]如果所述方法300如360中确定当前宏块的大小信息不大于预定比特阈值，那么所述方法300能够确定当前宏块不包括运动。然而，如果所述方法300如360中确定当前宏块的大小信息大于预定比特阈值，那么所述方法300能够确定在当前宏块中检测到运动。
[0032]图4为根据一个公开的实施例的检测运动的方法400的流程图。如图4中所见，能够将也已使用本领域技术人员公知的方法(包括但不限于H.264、H.265、MPEG_2，4等)编码的加密的视频数据流输入到方法400中。所述方法400能够包括如410中解析与加密的视频数据流一起存储和/或相关联的数据串，以获取所述加密的视频数据流中的每个宏块的大小信息。例如，所述数据串能够包括所述加密的视频数据流中的每个宏块的大小信肩、O
[0033]如图4中所见，所述方法400能够包括如420中计算当前宏块的大小信息与紧接的过去和未来宏块的大小信息的比率。在某些实施例中，能够从与加密的视频数据流一起存储和/或相关联的数据串获取当前、过去和未来宏块的大小信息。接着，所述方法400能够如430中确定如420中计算的比率是否大于预定比率阈值。如果否，那么所述方法400能够确定当前宏块不包括运动。
[0034]然而，如果所述方法400如430中确定如420中计算的比率大于预定比率阈值，那么所述方法400能够如450中确定当前宏块的大小信息是否大于预定比特阈值。例如，如图4中所见，所述方法400能够如440中使用从所述数据串获取的每个宏块的平均大小来计算所述比特阈值。
[0035]如果所述方法400如450中确定当前宏块的大小信息不大于预定比特阈值，那么所述方法400能够确定当前宏块不包括运动。然而，如果所述方法400如450中确定当前宏块的大小信息大于所述预定比特阈值，那么所述方法400能够确定在当前宏块中检测到运动。
[0036]图5为根据公开的实施例的用于执行图1-4的方法和其它方法的系统500的框图。如图5中所见，系统500能够包括控制电路510，其接收视频数据流并与远程存储设备520 (例如云网络)双向通信。
[0037]控制电路510能够包括一个或多个可编程处理器530和可执行控制软件540，可执行控制软件540被存储在瞬变或非瞬变计算机可读介质上，该计算机可读介质包括但不限于计算机存储器、RAM、光学存储介质、磁存储介质、闪存等。在某些实施例中，可编程处理器530和可执行控制软件540能够实现图1-4中所示的方法100、200、300和400以及本文公开的其它方法的某些或全部步骤。
[0038]虽然上面详细描述了几个实施例，但其它修改是可能的。例如，上述逻辑流程不需要所描述的特定次序或顺序的次序来实现期望的结果。可以提供其它步骤，或者可以从所描述的流程中消除步骤，并且可以给所描述的系统增加或从其移除其它部件。其它实施例可以在本发明的范围内。
[0039]从上述内容将观察到，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下实现许多变化和修改。要理解，不旨在或不应该推断关于本文所描述的具体系统或方法的限制。当然，旨在涵盖落入本发明的精神及范围内的所有这些更改。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 识别加密/加扰的视频数据流的宏块大小信息；以及 使用所识别的宏块大小信息来确定所述加密/加扰的视频数据流中运动的存在，而无需解密和解扰所述加密/加扰的视频数据流。
2.如权利要求1所述的方法，其中识别所述加密/加扰的视频数据流的宏块大小信息包括:解析所述加密/加扰的视频数据流，而无需分析所述加密/加扰的视频数据流的内容。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括:测量所述加密/加扰的视频数掘流的每个帧中的每个宏块的大小。
4.如权利要求1所述的方法，其中识别所述加密/加扰的视频数据流的宏块大小信息包括:解析附着到、附加到或关联于所述加密/加扰的视频数据流的数据串，而无需分析所述加密/加扰的视频数据流的内容，以及其中所述数据串包括所述加密/加扰的视频数据流的宏块大小信息。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括:在远程存储设备上存储所述加密/加扰的视频数据流和所述数据串。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括:与所述加密/加扰的视频数据流无关地访问所述数据串。
7.如权利要求1所述的方法，其中使用所识别的宏块大小信息来确定所述加密/加扰的视频数据流中运动的存在包括:避免对所述加密/加扰的视频数据流的运动矢量、残余DCT系数、量化因子和残余数据中的至少一个的解密和解扰。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括:在远程存储设备上存储所述加密/加扰的视频数据流。
9.如权利要求1所述的方法，其中使用所识别的宏块大小信息来确定所述加密/加扰的视频数据流中运动的存在包括:将所述宏块大小信息与适于确定宏块是否包括运动的比率阈值、比特阈值和预定阈值中的至少一个进行比较。
10.如权利要求9所述的方法，其中将所述宏块大小信息与所述比率阈值进行比较包括计算比率并将该比率与所述比率阈值进行比较，以及其中该比率包括当前帧中的宏块与相邻i帧中的宏块的比率。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述相邻i帧包括相对于所述当前帧紧接的过去和未来中贞。
12.如权利要求9所述的方法，其中将所述宏块大小信息与所述比特阈值进行比较包括计算所述比特阈值，以及其中计算所述比特阈值包括计算帧中的平均宏块大小并将所述宏块大小信息与所述帧中的平均宏块大小进行比较。
13.—种方法,包括: 提供视频数据流；以及 加密或加扰所述视频数据流，而在加密之前和之后不改变所述视频数据流中的宏块的大小。
14.如权利要求13所述的方法，其中加密或加扰所述视频数据流包括下述各项中的至少一个:加密所述视频数据流的残余DCT系数、改变所述视频数据流的残余DCT系数的顺序和/或线性化其大小、加扰所述视频数据流中的宏块的运动矢量、加扰所述视频数据流的残余DCT系数、以及加扰所述视频数据流中的宏块的编码模式。
15.如权利要求13所述的方法，其中加密或加扰所述视频数据流包括:加密针对所述视频数据流中的每个宏块的运动矢量和残余数据中的至少一个，而在加密之前和之后不改变所述视频数据流中的宏块的大小。
【文档编号】H04N19/142GK104349166SQ201410523989
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】G·斯瓦米纳桑, Y·U·斯, K·W·敖 申请人:霍尼韦尔国际公司