CN105830449A

CN105830449A - 借助于冗余的切片保护视频流中的隐私

Info

Publication number: CN105830449A
Application number: CN201480069677.9A
Authority: CN
Inventors: G.贝塞; B.阿格特
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2016-08-03
Also published as: DE102013226802A1; WO2015090679A1; US20160337673A1; EP3056012A1

Abstract

为了保护视频流中的隐私，产生包括切片结构（37）的视频流（30）。识别视频流的包括要保护的内容（32）的切片（31）。产生关于被识别的切片（31）至少部分地冗余的切片（41）。对所述两个切片（31、41）中的一个切片中的要保护的内容（32）加密。将至少一种用于保障隐私的措施应用于所述两个切片中的另一切片（41、31）中的要保护的内容（32）。

Description

借助于冗余的切片保护视频流中的隐私

技术领域

本发明涉及保护视频流中的隐私的技术领域。

背景技术

H.264描述用于压缩视频数据的ITU-T标准并且以相同措辞在ISO/IEC14496-10（AVC）中被描述。

HEVC描述用于压缩视频数据的另一标准并且在ISO/IEC23008-2中被描述。

AVC是IOS中的名称并且代表AdvancedVideoCoding（高级视频编码）。HEVC同样是ISO中的名称并且代表HighEfficiencyVideoCoding（高效视频编码）。

已知的是，视频流可以包括切片结构，例如在AVC和HEVC中情况如此。切片一般被用于使视频流的数据结构化。切片典型地是图像的片段。

存在数目众多的如下情形，在所述情形中视频流中的隐私的保护是值得期望的。在借助于视频摄像机监视地区或建筑物时可以显示：保护示出公共空间的图像片段免于未经授权的监视。同样存在如下情形，在所述情形中应当使在通过视频摄像机监视的区域中移动的人的脸无法辨认。

一方面已知在解码器侧的解决方案。然而，这些解决方案大多是不充分的保护，因为至少在解码器的输入端处视频流的内容以不受保护的形式存在。

在这些解码器侧的方法的范围中，例如在解码器中原始流被解码并且要保护的区域例如通过使其变黑或失真而被叠化，使得所述区域在显示在屏幕上时不再示出隐私相关的内容。得到的视频流通过另一编码器又复杂地被编码并且保存。以这种方式在解码器侧用于保护图像区域中的隐私的措施被插入并且在解码器侧又被编码的流被存放在监视设备的视频管理系统中。通过限制访问权限，仅仅使确定的用户能够呈现没有隐私的保护的视频流，而使其它用户能够呈现具有隐私的所应用的保护的视频流。解码器侧的解决方案的缺点也是，多个绝大部分相同的视频流必须被保存，以及没有应用用于隐私的保护的措施的视频需要特别的、适合于值得保护的内容的处理。

另一方面，另外的已知的措施基于编码器中的选择性的加密。这些方法大多要求到视频编码器中的深度集成。在此，一个主要应用是降低视频的总质量以便保护付费内容。然而，隐私的保护的好处在此是有疑问的。为了获得标准一致性，此外仅剩余加密可以被应用于的非常少的语法元素，这尤其在使用上下文自适应二进制算术编码（contextadaptivebinaryarithmeticcoding，CABAC）时是有问题的。在编码器中的选择性的加密的情况下也必须容忍所利用的编码模式的限制，或者假定编码器中的专门的特征、诸如灵活宏块排序（flexiblemacroblockordering,FMO）的存在。然而，这些已知的方法具有缺点：用于隐私的保护的措施引起编码器和解码器的适配。

不仅解码器侧的方法而且编码器侧的方法通常具有缺点：用于隐私的保护的措施被应用于视频流的完整的内容，因为迄今用于将标准化的措施限制在确定的图像区域内的信令是未知的。

发明内容

因此，本发明所基于的任务是简化视频流中的隐私的保护的实现。

该任务通过在独立权利要求中所描述的解决方案被解决。有利的实施方式在另外的权利要求中被描述。

根据一个方面提出用于隐私的保护的方法。视频流在此被产生。所述视频流包括切片结构。视频流的包括要保护的内容的切片被识别。关于被识别的切片至少部分地冗余的切片被产生，使得存在两个至少部分地冗余的切片。两个切片中的一个切片中的要保护的内容被加密。在另一切片中至少一种用于保障隐私的措施被应用于要保护的内容。

根据另一方面介绍用于视频流中的隐私的保护的设备。所述视频流包括切片结构。所述设备包括识别装置、产生装置、加密装置和隐私装置。识别装置被适配以识别视频流的包括要保护的内容的切片。产生装置被适配以产生关于被识别的切片至少部分地冗余的切片，使得存在两个至少部分地冗余的切片。加密装置被适配以对两个切片中的一个切片中的要保护的内容加密。隐私装置被适配以将至少一种用于保障隐私的措施应用于两个切片中的另一切片中的要保护的内容。

附图说明

随后借助图例如进一步解释本发明：

图1示出系统的框图，所述系统包括根据本发明的一个实施例的用于视频流中的隐私的保护的设备；

图2示出根据本发明的一个实施例的方法的流程图；

图3示出一个示例性的视频流的示意图，所述视频流包括示例性的切片结构，所述切片结构可以在本发明的优选的实施例中、例如在借助图1和/或图2所描述的实施例中被实现；

图4示出在根据本发明的优选实施方式的方法的一个方法步骤中图3的切片结构的两个切片的示意图；

图5示出在另一方法步骤中图4的两个切片的另一示意图。

具体实施方式

图1示出被构造为网络的用于视频流30的传输以及保护的系统100。系统100包括视频摄像机11、用于隐私的保护的设备1和显示装置20、例如个人计算机。视频摄像机11包括编码器12。显示装置20包括屏幕21和解码器22。编码器12和解码器22也可以被设计为单独的、即未被集成到视频摄像机11中或未被集成到显示装置20中的设备。视频流30从编码器12经由设备1流向解码器22，并且在该路段上优选地被压缩。

用于隐私的保护的设备1包括识别装置2、产生装置3、加密装置4和隐私装置5。识别装置2被适配以识别视频流30的包括要保护的内容32的切片31。产生装置3被适配以产生关于被识别的切片31至少部分地冗余的切片41，使得存在两个至少部分地冗余的切片31、41。加密装置4被适配以对两个切片31、41中的一个切片中的要保护的内容32加密。隐私装置5被适配以将至少一种用于保障隐私的措施应用于两个切片31、41中的另一切片41、31中的要保护的内容32。

图2示出根据本发明的一个实施例的方法24的流程图。系统100优选地被适配以执行方法24。示例性的方法24用于隐私的保护。在所述方法的范围中，视频流30在方法步骤25中被产生。视频流30包括切片结构37。在方法步骤26中，视频流30的包括要保护的内容32的切片31被识别。要保护的内容例如是隐私相关的内容。在方法步骤27中，关于被识别的切片31至少部分地冗余的切片41被产生，使得存在两个至少部分地冗余的切片31、41。在方法步骤28中，两个切片31、41中的一个切片中的要保护的内容32被加密。在方法步骤29中，至少一种用于保障隐私的措施被应用于两个切片中的另一切片41、31中的要保护的内容32。对于本发明来说无关紧要的是，方法步骤28是在方法步骤29之前、还是在方法步骤29之后、抑或是与方法步骤29同时被执行。还无关紧要的是，两个冗余的切片31、41中的哪个切片被加密，以及用于保障隐私的措施被应用于哪个切片。

优选地，所述方法针对包括要保护的内容的多个切片被执行。例如，根据一种优选的实施方式，视频流30的包括要保护的内容的每个切片在方法步骤26的范围中被识别。关于这些被识别的切片中的每个切片分别产生一个至少部分地冗余的切片，使得存在分别具有两个至少部分地冗余的切片的切片对。针对所述切片对中的每个切片对分别执行方法步骤27-29。

优选地，所述方法仅针对包括要保护的内容的切片被执行。在该情况下在视频流30中因此存在至少一个如下切片，所述切片不包括要保护的内容并且针对所述切片不产生冗余的切片。

图3示例性地以提高的详细程度示出在图1中所呈现的、从视频摄像机11经由被连接在中间的设备1通向显示设备20的、优选地被压缩的视频流30。视频流30例如可以包括多个图像39、39a。视频流30包括切片结构37，如在图像39中可见的那样。切片结构37包括多个切片31、31a、31b、41。切片31和41根据优选的实施例是至少部分地冗余的并且包括要保护的内容32以及不要保护的内容34。

图4以提高的详细程度示出直接在方法步骤27之后、但是仍然在方法步骤28和/或29被执行之前图3的切片结构37的两个切片31、41。根据借助图4所图解的优选的实施方式，至少部分地冗余的切片41通过产生装置3以关于被识别的切片31完全冗余的方式被产生，使得存在两个完全冗余的切片31、41。

附加地，两个切片31、41分别借助于标记33、43在视频流30中是能够识别的，其中标记33、43在稍后的进程中优选地不被加密，以便两个切片31、41在加密之后在没有提高的耗费的情况下也仍然是能够识别的。标记33、43除此之外使得能够直接访问切片，这尤其对于在相应的传输方法的情况下的分组或者在解码的情况下存储空间的组织来说是有利的。

图5示出在根据优选的实施方式的方法步骤28和29已被执行之后的两个切片31、41。在图5中所呈现的实施例中，切片31通过加密装置4被完全加密了，由此形成除了标记33之外被完全加密的切片31z。此外，在借助图5所图解的实施例中在切片41中要保护的内容32通过隐私装置5被弄黑了并且因此无法辨认了。由此形成具有被弄黑的内容32z和未被改变的内容34的切片41z。要保护的内容的弄黑是用于保障要保护的内容32的隐私的措施的示例。另外的示例是内容的借助于滤波、例如低通滤波器或模糊的不同类型的失真。

优选地，至少部分地冗余的切片41在视频流30中被产生，使得在视频流30中存在两个至少部分地冗余的切片31、41。

根据优选的实施例，视频的编码一起被包括在内。切片结构例如根据一个实施例被设计，使得要保护的内容由被识别的切片所包括。换言之：切片中的内容的结构化因此可以进行，使得要保护的区域（例如街道的可见部分）被联合在一个切片中。隐私的保护由此更容易发生，因为仅应复制一个切片。

优选地，视频流30是被压缩的视频流和/或至少部分地冗余的切片41在被压缩的视频流30中被产生。换言之：首先例如通过视频摄像机11的编码器12产生被压缩的视频流并且在稍后的时间点通过加密装置4对两个切片31、41中的一个切片中的要保护的内容32加密。因为被加密的数据一般来说能够不太强地被压缩，所以由此能够提高压缩率。

优选地，被压缩的视频流是AVC视频流，在该被压缩的视频流中执行隐私保护。

根据本发明的优选的实施方式，在被压缩的视频中针对原始图像中的切片31产生至少部分地冗余的切片41，在所述切片中措施应当被应用于要保护的内容。通过加密使切片31中的原始的内容不可读取。由此使解码器22用于对冗余的切片41解码。在冗余的切片41中使要保护的内容32变黑或者无法辨认。

需要保护的区域32在冗余的切片中根据所选择的方法被改变。原始切片31例如被加密。该方法不依赖于视频编码器12和视频解码器22工作。

在方法24结束时存在被编码的视频，在所述视频中包含有两个部分32、34，其中每个可用的解码器22将仅仅显示应用了措施的视频。

通过原始切片31的加密不需要要保护的内容的进一步的特别的处理。所述要保护的内容可以仅在了解密钥的情况下又被呈现。

通过根据本发明的权利要求的方法，仅仅要保护的区域被复制，作为原始切片31和“冗余的切片”41被传输和保存。

本发明的优选的实施方式解决如下问题：

●AVC视频流中的隐私保护；

●在没有编码器的协作的情况下的隐私保护；

●在没有解码器/显示设备的协作的情况下的隐私保护；

●保留未掺假的AVC原始流用于证据保全；

●将商业上通用的解码器用于察看包括隐私保护在内的视频；

●将商业上通用的解码器用于呈现原始视频；

●将商业上通用的编码器用于视频流的压缩。

本发明的优选的实施方式以下列优点而出众：

●AVC解码器22根据AVC标准自动地使用未加密的切片。例如，当原始的切片31由于加密不能被解码时，AVC解码器22使用冗余的切片41。冗余的切片包括借助于隐私保护被保护的区域。

●当原始的切片31以被解密的形式存在时，AVC解码器22根据AVC标准自动地使用所述原始的切片，冗余的切片在此情况下被忽略。

●方法24和设备1的优选的实施方式在“压缩域”区域中工作并且可以独立于AVC编码器而被应用。

●所述方法可以独立于AVC解码器而被应用。

●仅仅可以得到相应的密钥的被授权者能够察看要保护的内容32。

●不产生两个版本的视频流，由此得出存储空间减小。

Claims

1.用于隐私的保护的方法，包括如下方法步骤：

-产生包括切片结构（37）的视频流（30）；

-识别所述视频流的包括要保护的内容（32）的切片（31）；

-产生关于被识别的切片（31）至少部分地冗余的切片（41），使得存在两个至少部分地冗余的切片（31、41）；

-对所述两个切片（31、41）中的一个切片中的要保护的内容（32）加密，并且将至少一种用于保障隐私的措施应用于所述两个切片中的另一切片（41、31）中的要保护的内容（32）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述两个切片中的所述一个切片中的要保护的内容（32）通过以下方式被加密，即所述两个切片（31、41）中的完整的一个切片被加密。

3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述两个切片（31、41）分别借助于标记（33、43）在所述视频流中是能够识别的，其中所述标记（33、43）不被加密。

4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述视频流（30）是被压缩的视频流。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述至少部分地冗余的切片（41）在被压缩的视频流（30）中被产生。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述至少部分地冗余的切片（41）关于被识别的切片（31）是完全冗余的。

7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述至少一种用于保障隐私的措施包括使所述要保护的内容（32）无法辨认、优选地弄黑所述要保护的内容（32）。

8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述至少部分地冗余的切片（41）在所述视频流（30）中被产生，使得在所述视频流（30）中存在两个至少部分地冗余的切片（31、41）。

9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述切片结构被设计，使得所述要保护的内容由被识别的切片所包括。

10.用于视频流（30）中的隐私的保护的设备（1），所述视频流包括切片结构（37），所述设备（1）包括：

-识别装置（2），所述识别装置被适配以识别所述视频流（30）的包括要保护的内容（32）的切片（31）；

-产生装置（3），所述产生装置被适配以产生关于被识别的切片（31）至少部分地冗余的切片（41），使得存在两个至少部分地冗余的切片（31、41）；

-加密装置（4），所述加密装置被适配以对所述两个切片（31、41）中的一个切片中的要保护的内容（32）加密；

-隐私装置（5），所述隐私装置被适配以将至少一种用于保障隐私的措施应用于所述两个切片（31、41）中的另一切片（41、31）中的要保护的内容（32）。

11.根据权利要求10所述的设备（1），其中所述加密装置（4）被适配以对所述两个切片（31、41）中的完整的一个切片加密。

12.根据权利要求10或11之一所述的设备（1），其中所述两个切片（31、41）分别借助于标记（33、43）在所述视频流（30）中是能够识别的，其中所述标记（33、43）没有被加密。

13.根据权利要求10至12之一所述的设备（1），其中所述视频流（30）是被压缩的视频流。

14.根据权利要求13所述的设备（1），其中所述设备（1）被适配以在所述被压缩的视频流（30）中产生所述至少部分地冗余的切片（41）。

15.根据权利要求10至14之一所述的设备（1），其中所述产生装置（3）被适配以关于被识别的切片（31）完全冗余地产生所述至少部分地冗余的切片（41）。

16.根据权利要求10至15之一所述的设备（1），其中所述隐私装置（5）被适配以优选地通过弄黑所述要保护的内容（32）来使所述要保护的内容（32）无法辨认。

17.根据权利要求10至16之一所述的设备（1），其中所述设备被适配以在所述视频流（30）中产生所述至少部分地冗余的切片（41），使得在所述视频流（30）中存在两个至少部分地冗余的切片（31、41）。

18.根据权利要求10至17之一所述的设备（1），其中所述切片结构被设计，使得所述要保护的内容由被识别的切片所包括。