KR20070121487A - Encoding and decoding apparatus having selective encryption function of h.264/avc multimedia contents and its method - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 은 본 발명에 따른 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 기능을 갖는 부호화 장치의 일실시예 전체 구성도,1 is an overall configuration diagram of an encoding apparatus having a selective encryption function of H.264 / AVC multimedia content according to the present invention;
도 2 는 본 발명에 따른 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 복호화 장치의 일실시예 구성도,2 is a block diagram of an embodiment of an apparatus for selectively decoding H.264 / AVC multimedia content according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따른 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 부호화 방법에 대한 일실시예 흐름도,3 is a flowchart illustrating a method of encoding H.264 / AVC multimedia content according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 복호화 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of decoding H.264 / AVC multimedia content according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawing
110 : 정수형 이산 코사인 변환부 110: integer discrete cosine transform unit
120 : 임의 이산 코사인 변환 계수 생성부120: Discrete Discrete Cosine Transform Coefficient Generator
130 : 이산 코사인 변환 계수 암호화부 140 : 양자화부130: discrete cosine transform coefficient encryption unit 140: quantization unit
150 : CABAC 테이블 생성부 160 : 부호부150: CABAC table generation unit 160: code unit
170 : 역양자화부 180 : 역 이산 코사인 변환부170: inverse quantization unit 180: inverse discrete cosine transform unit
190 : 움직임 추정 예측부 200 : 움직임 추정부190: motion estimation predictor 200: motion estimation unit
210 : CABAC 테이블 생성부 220 : 복호부210: CABAC table generation unit 220: decoding unit
230 : 역양자화부 230: inverse quantization
240 : 임의 이산 코사인 변환 계수 생성부240: Discrete Discrete Cosine Transform Coefficient Generator
250 : 이산 코사인 변환 계수 복호화부 260 : 역 이산 코사인 변환부250: Discrete cosine
270 : 움직임 추정 예측부270: motion estimation predictor
본 발명은 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 기능을 갖는 부호화 및 복호화 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 H.264/AVC(MPEG-4 Part 10) 기반의 멀티미디어 콘텐츠를 압축 영역에서 효율적으로 암호화/복호화할 수 있는 선택적인 암호화/복호화 기법을 제공하기 위한, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 기능을 갖는 부호화 및 복호화 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an encoding and decryption apparatus and a method for selectively encrypting H.264 / AVC multimedia contents, and more particularly, to an H.264 / AVC (MPEG-4 Part 10) based multimedia content compression region. The present invention relates to an encoding and decryption apparatus having a selective encryption function of H.264 / AVC multimedia content, and a method thereof, to provide a selective encryption / decryption technique capable of efficiently encrypting / decrypting in.
디지털 콘텐츠 시장이 성장하면서 멀티미디어의 보안과 콘텐츠 보호가 중요한 문제로 대두되고 있다. 특히, 여러 형태의 멀티미디어 콘텐츠의 특성상 멀티미 디어 콘텐츠를 위한 새로운 암호화/복호화 알고리즘이 필수적으로 요구된다. 또한, IPTV(Internet Protocol Television), VoD(Video on Demand) 등과 같은 고품질의 비디오 응용 제품에 대한 시장 수요의 폭발적인 증가에 따라 비디오 데이터의 효과적인 암호화 기법이 필수적으로 요구된다.As the digital content market grows, multimedia security and content protection are emerging as important issues. In particular, a new encryption / decryption algorithm for multimedia content is indispensable due to the characteristics of various types of multimedia contents. In addition, as the market demand for high quality video applications such as Internet Protocol Television (IPTV) and Video on Demand (VOD) increases, an effective encryption technique of video data is essential.
현재까지, 수많은 비디오 암호화 기법들이 연구 및 발표되었지만, 대부분의 기법들은 MPEG-1(Moving Picture Experts Group-1)과 MPEG-2(Moving Picture Experts Group-2) 등과 같은 종래의 비디오 표준을 다루는 것에만 국한되어 있었기 때문에, MPEG-4 Part 10 AVC(Advanced Video Coding) 등과 같은 최신 비디오 압축 기법의 특징을 이용하여 멀티미디어 데이터를 선택적이고 효과적으로 암호화/복호화할 수 있는 새로운 알고리즘이 필수적으로 요구된다. 부가적으로, 실시간 방송에 필수 불가결한 실시간 암호화 기법 또한 요구되고 있다. To date, many video encryption techniques have been studied and published, but most of them only deal with conventional video standards such as Moving Picture Experts Group-1 (MPEG-1) and Moving Picture Experts Group-2 (MPEG-2). Because of the limitations, new algorithms are required that can selectively and effectively encrypt / decrypt multimedia data using the features of the latest video compression techniques such as MPEG-4 Part 10 Advanced Video Coding (AVC). In addition, there is a need for a real-time encryption technique that is indispensable for real-time broadcasting.
상기와 같은 암호화/복호화 문제점을 해결하고, 상기 요구에 부응하기 위한 종래 기술의 디지털 콘텐츠 보호/관리 시스템은, 해당 디지털 콘텐츠 전부를 암호화하거나, 재생에 필요한 일부를 암호화한 상태로 전송하고, 상기 암호화된 콘텐츠를 입력받은 디지털 콘텐츠 실행 디바이스는 미리 또는 필요시 복호화에 필요한 복호화키를 전송받아 암호화된 콘텐츠를 복호화하여 재생한다. In order to solve the above encryption / decryption problem and to meet the demand, the prior art digital content protection / management system encrypts all of the digital content or transmits a portion necessary for reproduction in the encrypted state, and encrypts the encryption content. The digital content execution device that receives the received content receives a decryption key necessary for decryption in advance or, if necessary, decrypts and reproduces the encrypted content.
이와 같은 콘텐츠 암호화 방법은 방송 시청자들이 'On Air' 등과 같은 실시간 방송을 시청하는데 있어서 사실상 많은 제약이 따르므로 현실적인 필요성을 만족시키지 못한다는 문제점이 있다. Such a content encryption method has a problem that broadcast viewers do not satisfy the practical necessity because virtually many restrictions are placed on watching real-time broadcast such as 'On Air'.
또한, 방송 또는 녹화된 멀티미디어 콘텐츠의 시청을 위해서는 암호화된 콘 텐츠를 복호화하는 동시에 여러 가지 포맷으로 인코딩된 콘텐츠를 복호화하여 재생시켜야 하는데, 이를 위해서는 강력한 계산 성능을 가진 플레이어가 요구되어 멀티미디어 콘텐츠 사용자들에게 부담을 가중시킬 수 있다는 문제점이 있다.In addition, in order to view broadcast or recorded multimedia contents, it is necessary to decrypt encrypted contents and play contents encoded in various formats. In order to do this, a player with strong computational performance is required. There is a problem that can increase the burden.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, H.264/AVC(MPEG-4 Part 10) 기반의 멀티미디어 콘텐츠를 압축 영역에서 효율적으로 암호화/복호화할 수 있는 선택적인 암호화/복호화 기법을 제공하기 위한, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 기능을 갖는 부호화 및 복호화 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and provides an optional encryption / decryption technique capable of efficiently encrypting / decrypting H.264 / AVC (MPEG-4 Part 10) based multimedia contents in a compressed area. An object of the present invention is to provide an encoding and decryption apparatus and a method for selectively encrypting H.264 / AVC multimedia contents.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정수형 이산 코사인 변환수단 및 양자화수단을 포함하는 영상 부호화 장치에 있어서, 초기값을 기반으로 상기 정수형 이산 코사인 변환수단에 의해 변환된 영상의 정수형 이산 코사인 변환 계수를 암호화하기 위해 임의 이산 코사인 변환 계수를 생성하는 임의 이산 코사인 변환 계수 생성수단; 상기 임의 이산 코사인 변환 계수 생성수단에 의해 생성된 임의 이산 코사인 변환 계수를 암호화키로 사용하여, 상기 정수형 이산 코사인 변환수단에 의해 변환된 영상의 정수형 이산 코사인 변환 계수와 상기 암호화키를 가감하여 상기 정수형 이산 코사인 변환수단에 의해 변환된 영상의 정수형 이산 코사인 변환 계수를 암호화하고, 상기 암호화된 정수형 이산 코사인 변환 계수를 상기 양자화수단으로 전달하는 암호화수단; 엔트로피 코딩에 필요한 CABAC(Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) 초기화 테이블을 생성하는 CABAC 테이블 생성수단; 및 상기 CABAC 테이블 생성수단에 의해 생성된 CABAC 초기화 테이블 값을 이용하여 상기 양자화수단에 의해 양자화된 양자화 값을 엔트로피 코딩하는 부호수단을 포함한다.The present invention for achieving the above object, An image encoding apparatus comprising an integer discrete cosine transform means and a quantization means, generating an arbitrary discrete cosine transform coefficient to encode an integer discrete cosine transform coefficient of an image transformed by the integer discrete cosine transform means based on an initial value. Arbitrary discrete cosine transform coefficient generating means; Using the discrete discrete cosine transform coefficients generated by the arbitrary discrete cosine transform coefficient generating means as an encryption key, the integer discrete cosine transform coefficients of the image converted by the integer discrete cosine transform means and the encryption key are added or subtracted to the integer discrete. Encryption means for encrypting the integer discrete cosine transform coefficients of the image converted by the cosine transform means, and transferring the encrypted integer discrete cosine transform coefficients to the quantization means; CABAC table generation means for generating a CABAC initialization table necessary for entropy coding; And encoding means for entropy coding the quantized value quantized by the quantization means using the CABAC initialization table value generated by the CABAC table generating means.
또한, 본 발명은, 역양자화수단 및 역 이산 코사인 변환수단을 포함하는 영상 복호화 장치에 있어서, 암호화된 콘텐츠(영상)의 엔트로피 디코딩에 필요한 CABAC(Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) 초기화 테이블을 생성하기 위한 CABAC 테이블 생성수단; 상기 CABAC 테이블 생성수단에 의해 생성된 CABAC 초기화 테이블 값을 이용하여 암호화된 영상의 정수형 이산 코사인 변환 계수를 엔트로피 디코딩하여 상기 역양자화수단으로 전달하는 디코딩수단; 초기값을 기반으로 상기 역양자화수단에 의해 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환 계수를 복호화하기 위해 임의 이산 코사인 변환 계수를 생성하는 임의 이산 코사인 변환 계수 생성수단; 및 상기 임의 이산 코사인 변환 계수 생성수단에 의해 생성된 임의 이산 코사인 변환 계수를 복호화키로 사용하여, 상기 역양자화수단에 의해 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환 계수와 상기 복호화키를 가감하여 상기 역양자화수단에 의해 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환 계수를 복호화하고, 상기 복호화된 정수형 이산 코사인 변환 계수를 상기 역 이산 코사인 변환 계수수단으로 전달하는 복호화수단을 포함한다.The present invention also provides a CABAC for generating a CABAC (Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) initialization table for entropy decoding of an encrypted content (video) in an image decoding apparatus including an inverse quantization means and an inverse discrete cosine transform means. Table generating means; Decoding means for entropy decoding an integer discrete cosine transform coefficient of an encrypted image by using the CABAC initialization table value generated by the CABAC table generating means and transmitting the entropy decoding coefficient to the inverse quantization means; Arbitrary discrete cosine transform coefficient generating means for generating an arbitrary discrete cosine transform coefficient to decode the integer discrete cosine transform coefficient dequantized by the inverse quantization means based on an initial value; And using the discrete discrete cosine transform coefficients generated by the arbitrary discrete cosine transform coefficient generating means as a decoding key, adding and subtracting the integer discrete cosine transform coefficient dequantized by the inverse quantization means and the decoding key to the dequantization means. And decoding means for decoding the inverse quantized integer discrete cosine transform coefficients and transferring the decoded integer discrete cosine transform coefficients to the inverse discrete cosine transform coefficient means.
한편, 본 발명은, H.264/AVC 기반의 영상 부호화 방법에 있어서, 초기값을 기반으로 정수형 이산 코사인 변환수단에 의해 변환된 영상의 정수형 이산 코사인 변환 계수를 암호화하기 위해 임의 이산 코사인 변환 계수를 생성하는 제1 단계; 상기 제1 단계에서 생성된 임의 이산 코사인 변환 계수를 암호화키로 사용하여, 상기 정수형 이산 코사인 변환수단에 의해 변환된 영상의 정수형 이산 코사인 변환 계수와 상기 암호화키를 가감하여 상기 정수형 이산 코사인 변환수단에 의해 변환된 영상의 정수형 이산 코사인 변환 계수를 암호화하고, 상기 암호화된 정수형 이산 코사인 변환 계수를 상기 양자화수단으로 전달하는 제2 단계; 엔트로피 코딩에 필요한 CABAC(Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) 초기화 테이블을 생성하는 제3 단계; 및 상기 제3 단계에서 생성된 CABAC 초기화 테이블 값을 이용하여 상기 양자화수단에 의해 양자화된 정수형 이산 코사인 변환 계수를 엔트로피 코딩하는 제4 단계를 포함한다.Meanwhile, in the H.264 / AVC-based image encoding method, the present invention provides arbitrary discrete cosine transform coefficients to encode integer discrete cosine transform coefficients of an image converted by integer discrete cosine transform means based on an initial value. Generating a first step; By using the discrete discrete cosine transform coefficient generated in the first step as an encryption key, the integer discrete cosine transform coefficient of the image converted by the integer discrete cosine transform means and the encryption key are added or subtracted by the integer discrete cosine transform means. Encrypting an integer discrete cosine transform coefficient of the transformed image and transferring the encrypted integer discrete cosine transform coefficient to the quantization means; Generating a context adaptive binary arithmetic coding (CABAC) initialization table required for entropy coding; And a fourth step of entropy coding the integer discrete cosine transform coefficients quantized by the quantization means using the CABAC initialization table value generated in the third step.
또한, 본 발명은, H.264/AVC 기반의 영상 복호화 방법에 있어서, 암호화된 콘텐츠(영상)의 엔트로피 디코딩에 필요한 CABAC(Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) 초기화 테이블을 생성하는 제1 단계; 상기 제1 단계에서 생성된 CABAC 초기화 테이블 값을 이용하여 암호화된 영상의 정수형 이산 코사인 변환 계수를 엔트로피 디코딩하여 역양자화수단으로 전달하는 제2 단계; 초기값을 기반 으로 상기 역양자화수단에 의해 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환 계수를 복호화하기 위해 임의 이산 코사인 변환 계수를 생성하는 제3 단계; 및 상기 제3 단계에서 생성된 임의 이산 코사인 변환 계수를 복호화키로 사용하여, 상기 역양자화수단에 의해 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환 계수와 상기 복호화키를 가감하여 상기 역양자화수단에 의해 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환 계수를 복호화하고, 상기 복호화된 정수형 이산 코사인 변환 계수를 역 이산 코사인 변환 계수수단으로 전달하는 제4 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides an H.264 / AVC-based video decoding method comprising: a first step of generating a CABAC initialization table necessary for entropy decoding of an encrypted content (video); A second step of entropy decoding an integer discrete cosine transform coefficient of an encrypted image by using the CABAC initialization table value generated in the first step and transferring it to inverse quantization means; Generating a random discrete cosine transform coefficient to decode an integer discrete cosine transform coefficient dequantized by the inverse quantization means based on an initial value; And an integer type inversely quantized by the inverse quantization means by adding or subtracting the integer discrete cosine transform coefficient inversely quantized by the inverse quantization means and the decoding key using the arbitrary discrete cosine transform coefficients generated in the third step as a decoding key. And a fourth step of decoding the discrete cosine transform coefficients and transferring the decoded integer discrete cosine transform coefficients to inverse discrete cosine transform coefficient means.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서의 암호화키 및 복호화키는 사용자에 의해 여러가지 형태로 설정될 수 있음을 미리 밝혀둔다.Note that the encryption key and the decryption key in the present invention can be set in various forms by the user.
도 1 은 본 발명에 따른 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 기능을 갖는 부호화 장치의 일실시예 전체 구성도이다. 1 is an overall configuration diagram of an encoding apparatus having a selective encryption function of H.264 / AVC multimedia content according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 기능을 갖는 부호화 장치는, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠(매크로블 록 단위의 영상)를 정수형으로 이산 코사인 변환(DCT : Discrete Cosine Transform)하여 주파수 대역으로 분해된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 획득하는 정수형 이산 코사인 변환부(110)와, 정수형 이산 코사인 변환부(110)에서 획득한 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 암호화하기 위해 사용자에 의해 주어진 초기값을 기반으로 임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 생성하는 임의 이산 코사인 변환 계수 생성부(120)와, 임의 이산 코사인 변환 계수 생성부(120)에서 생성된 임의 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 암호화키로 사용하여 정수형 이산 코사인 변환부(110)에서 획득된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 암호화하는 이산 코사인 변환 계수 암호화부(130)와, 암호화부(130)에서 암호화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 양자화하는 양자화부(140)와, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠를 압축하기 위한 엔트로피 코딩에 필요한 CABAC(Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) 초기화 테이블을 생성하는 CABAC 테이블 생성부(150)와, 양자화부(140)에서 양자화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 CABAC 테이블 생성부(150)에서 생성된 CABAC 초기화 테이블의 값에 따라 엔트로피 코딩하는 부호부(160)와, 양자화부(140)에서 양자화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 역양자화하는 역양자화부(170)와, 역양자화부(170)에서 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 역 이산 코사인 변환(DCT)시키는 역 이산 코사인 변환부(180)와, 역 이산 코사인 변환부(180)에서 역 이산 코사인 변환(DCT)된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수와의 움직임 추정을 통하여 영상의 움직임 벡터를 산출하는 움직임 추정 예측부(190)와, 움직임 추정 예측부(190)에서 산출된 영상의 움직임 벡 터를 이용하여 움직임 추정하여 차분 영상을 획득하는 움직임 추정부(200)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an encoding apparatus having a selective encryption function of H.264 / AVC multimedia content according to the present invention may perform discrete cosine conversion of H.264 / AVC multimedia content (video in macroblock units) into an integer. Integer Discrete Cosine Transform (Integer Discrete Cosine Transform) Integer Discrete Cosine Transformation DCT) an arbitrary discrete cosine
여기서, 정수형 이산 코사인 변환부(110)는 매크로블록 단위의 영상(H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠)을 입력받으면 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 프레임의 매크로블록에 사용하기 위하여 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 변환을 시행하여 주파수 대역으로 분해된 8 × 8 또는 4 × 4 매크로블록의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 생성하고, 생성된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 임시 버퍼에 저장한다. Here, when the integer discrete
임시 이산 코사인 변환 계수 생성부(120)는 정수형 이산 코사인 변환부(110)에서 획득한 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 암호화하기 위해 사용자에 의해 생성된 초기값을 기반으로 임의의 값을 가지는 8 × 8 또는 4 × 4 매크로블록의 정수형 행렬(임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수)을 생성한다.The temporary discrete cosine
이산 코사인 변환 계수 암호화부(130)는 임의 이산 코사인 변환 계수 생성부(120)에서 생성된 임의의 값을 가지는 정수형 행렬(임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수)을 암호화키로 사용하여, 정수형 이산 코사인 변환부(110)에서 생성된 8 × 8 또는 4 × 4 매크로블록의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수와 임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 가감하여 정수형 이산 코사인 변환부(110)에서 생성된 8 × 8 또는 4 × 4 매크로블록의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 암호화하고, 암호화키(임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수)에 따른 임의의 순서에 따라 부호 비트를 치환하여 버퍼에 저장한다.The discrete cosine
양자화부(140)는 H.264/AVC에서 P-Frame이나 B-Frame을 위한 참조 영상(참조할 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠)을 생성하기 위해 암호화된 이산 코사인 변환(DCT) 계수들을 양자화한다.The
역양자화부(170) 및 역 이산 코사인 변환부(180)는 양자화된 계수를 역양자화 및 역 이산 코사인 변환(DCT)하여 참조될 영상을 복원한다.The
움직임 추정 예측부(190)는 압축될 영상과의 움직임 추정을 통하여 영상의 움직임 벡터를 산출하고, 움직임 추정부(200)는 움직임 추정 예측부(190)에서 산출된 움직임 벡터를 이용하여 움직임 추정 예측을 실행하여 차분 영상(H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠)을 획득한다.The
H.264/AVC 메인 프로파일의 경우 종래의 허프만 코딩과는 달리 CABAC을 이용하여 엔트로피 코딩을 실시하게 된다. CABAC의 경우 각 문맥별로 초기화 테이블에 초기 확률 값들이 정의되는데, 이 정의된 값을 변화시킴으로써, H.264/AVC를 이용하여 부호화된 영상의 해석을 불가능하게 한다.In the case of H.264 / AVC main profile, entropy coding is performed using CABAC, unlike conventional Huffman coding. In the case of CABAC, initial probability values are defined in the initialization table for each context. By changing the defined values, it is impossible to interpret an image encoded using H.264 / AVC.
이때, CABAC 초기화 테이블은 두 개의 계수 (m, n)의 행렬로 구성되어 있는데, 각각의 m, n의 값은 특정한 문맥의 미리 계산된 확률 값을 가진다. In this case, the CABAC initialization table consists of a matrix of two coefficients (m, n), where each value of m, n has a precomputed probability value of a specific context.
CABAC 테이블 생성부(150)는 암호화키를 이용하여 발생된 새로운 한 쌍의 값을 CABAC 초기화 테이블의 계수 쌍에 더하여 새로운 CABAC 초기화 테이블 값을 생성한다. The
부호부(160)는 이렇게 획득된 새로운 CABAC 초기화 테이블의 두 개의 계수를 초기 확률로 대치하여 암호화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 인코 딩(Encoding)한 후, 파일 혹은 스트리밍 서버를 이용하여 클라이언트에게 전송한다.The
도 2 는 본 발명에 따른 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 복호화 장치의 일실시예 구성도이다.2 is a configuration diagram of an apparatus for selectively decoding H.264 / AVC multimedia content according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 복호화 장치는, 암호화된 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 압축을 풀기 위한 엔트로피 디코딩에 필요한 CABAC 초기화 테이블을 생성하는 CABAC 테이블 생성부(210)와, CABAC 테이블 생성부(210)에서 생성된 CABAC 초기화 테이블의 값을 이용하여 암호화된 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 엔트로피 디코딩하는 복호부(220)와, 복호부(220)에서 엔트로피 디코딩된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 역양자화시키는 역양자화부(230)와, 역양자화부(230)에서 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 복호화하기 위해 사용자에 의해 생성된 초기값을 기반으로 임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 생성하는 임의 이산 코사인 변환 계수 생성부(240)와, 임의 이산 코사인 변환 계수 생성부(240)에서 생성된 임의 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 복호화키로 사용하여 역양자화부(230)에서 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 복호화하는 이산 코사인 변환 계수 복호화부(250)와, 이산 코사인 변환 계수 복호화부(250)에서 복호화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 역 이산 코사인 변환(DCT)시키는 역 이산 코사인 변환부(260)와, 역 이산 코사인 변환부(260)에서 역 이산 코사인 변환(DCT)된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수와의 움직임 추정을 통하여 영상의 움직임 벡터를 산출하는 움직임 추정 예측부(270)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the apparatus for selectively decrypting H.264 / AVC multimedia content according to the present invention generates a CABAC initialization table for generating entropy decoding for decompressing encrypted H.264 / AVC multimedia content. Decoder for entropy decoding the integer discrete cosine transform (DCT) coefficients of the encrypted H.264 / AVC multimedia content using the
여기서, 임시 이산 코사인 변환 계수 생성부(240)는 역양자화부(230)에서 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 복호화하기 위해 사용자에 의해 생성된 초기값을 기반으로 임의의 값을 가지는 8 × 8 또는 4 × 4 매크로블록의 정수형 행렬(임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수)을 생성한다.Here, the temporary discrete cosine
그리고, 이산 코사인 변환 계수 복호화부(250)는 임의 이산 코사인 변환 계수 생성부(240)에서 생성된 임의의 값을 가지는 정수형 행렬(임의의 정수형 이산 코사인 변환 계수)을 복호화키로 사용하여, 암호화시와는 역으로 역양자화부(230)에서 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수와 임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 가감하여 역양자화부(230)에서 역양자화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 복호화하고, 복호화키(임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수)에 따른 임의의 순서에 따라 부호 비트를 치환하여 버퍼에 저장한다.The discrete cosine
도 3 은 본 발명에 따른 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 부호화 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of encoding H.264 / AVC multimedia content according to the present invention.
먼저, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 장치는 입력된 매크로블록 단위의 영상(H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠)의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 암호화하기 위해 초기화 단계에서 사용자에 의해 설정된 초기값을 사용하여, 8 × 8 또는 4 × 4 매크로블록의 정수 행렬(정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수)을 임의로 생성한다(301). First, the selective encryption apparatus for H.264 / AVC multimedia content is set by the user in the initialization step to encrypt the integer discrete cosine transform (DCT) coefficient of the input macroblock unit image (H.264 / AVC multimedia content). Using an initial value, an integer matrix (an integer discrete cosine transform (DCT) coefficient) of 8x8 or 4x4 macroblocks is arbitrarily generated (301).
이후, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 장치는 매크로블록 단 위의 영상(H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠)을 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 변환하여 주파수 대역으로 분해된 8 × 8 또는 4 × 4 매크로블록의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 생성하고, 생성된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 임시 버퍼에 저장한다(302). Subsequently, the selective encryption apparatus for H.264 / AVC multimedia content converts the image of the macroblock unit (H.264 / AVC multimedia content) into integer discrete cosine transform (DCT) and decomposes it into 8 × 8 or 4 × An integer discrete cosine transform (DCT) coefficient of the macroblock is generated and the generated integer discrete cosine transform (DCT) coefficient is stored in a temporary buffer (302).
이때, H.264/AVC의 경우 실제 영상에서는 영상의 각 프레임 별로 8 × 8 또는 4 × 4 크기로 매크로블록을 분할하는데 분할된 매크로블록은 정수형 이산 코사인 변환(DCT)을 통하여 영상의 각 필셀 값의 주파수 변환을 실행한다. 이때 생성된 이산 코사인 변환(DCT) 계수는 8 × 8의 경우 최대 64개이고, 4 × 4의 경우 최대 16개이다.In this case, in the case of H.264 / AVC, macroblocks are divided into 8 × 8 or 4 × 4 sizes for each frame of the image, and the divided macroblocks are each pixel value of the image through integer discrete cosine transform (DCT). Perform frequency conversion of. In this case, the maximum number of discrete cosine transform (DCT) coefficients generated is 64 for 8 × 8 and 16 for 4 × 4.
이후, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 장치는 초기화 단계에서 설정된 8 × 8 또는 4 × 4 매크로블록의 임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 암호화키로 사용하여 임시 버퍼에 저장된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수와 암호화키(초기화 단계에서 설정된 임의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수)를 가감하여 임시 버퍼에 저장된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 암호화(새로운 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 생성)한다(303).Thereafter, the selective encryption apparatus of H.264 / AVC multimedia content uses an integer discrete cosine transform (DCT) coefficient of an 8 × 8 or 4 × 4 macroblock set in the initialization step as an encryption key, and an integer discrete cosine stored in a temporary buffer. Encrypts the integer discrete cosine transform (DCT) coefficients stored in the temporary buffer by adding or subtracting the transform (DCT) coefficients and the encryption key (the arbitrary integer discrete cosine transform (DCT) coefficients set in the initialization step) (new integer discrete cosine transform (DCT) coefficients). (303).
이어서, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 장치는 암호화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수의 부호 비트를 암호화키(초기화 단계에서 설정된 임의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수)에 따른 임의의 순서에 따라 치환하여 버퍼에 저장한다(304).Subsequently, the selective encryption apparatus of the H.264 / AVC multimedia content performs an arbitrary order according to the encryption key (the arbitrary integer discrete cosine transform (DCT) coefficient set in the initialization step). Substitute according to the stored in the buffer (304).
그리고, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화 장치는 암호화된 정 수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 양자화하고(305), 초기에 생성한 CABAC 초기화 테이블 값에 따라 양자화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 엔트로피 코딩하여(306), H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 암호화를 완료한다.The apparatus for selective encryption of H.264 / AVC multimedia content quantizes the encrypted integer discrete cosine transform (DCT) coefficients (305) and quantizes the integer discrete cosine transform (DCT) according to the CABAC initialization table value generated earlier. Coefficients are entropy coded 306 to complete selective encryption of H.264 / AVC multimedia content.
도 4 는 본 발명에 따른 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 복호화 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of decoding H.264 / AVC multimedia content according to the present invention.
먼저, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 복호화 장치는 부호화된 매크로블록 단위의 영상(H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠)의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 복호화하기 위해 초기화 단계에서 사용자에 의해 설정된 초기값을 사용하여, 8 × 8 또는 4 × 4 매크로블록의 정수 행렬(정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수)을 임의로 생성한다(401).First, an apparatus for selectively decoding H.264 / AVC multimedia content is set by a user in an initialization step to decode an integer discrete cosine transform (DCT) coefficient of an image (H.264 / AVC multimedia content) in units of encoded macroblocks. Using an initial value, an integer matrix (an integer discrete cosine transform (DCT) coefficient) of 8x8 or 4x4 macroblocks is arbitrarily generated (401).
이후, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 복호화 장치는 초기에 생성한 CABAC 초기화 테이블 값에 따라 부호화된 매크로블록 단위의 영상(H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠)의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 엔트로피 디코딩한다(402).Subsequently, the apparatus for selectively decoding H.264 / AVC multimedia content calculates an integer discrete cosine transform (DCT) coefficient of an image (H.264 / AVC multimedia content) in units of macroblocks encoded according to an initially generated CABAC initialization table value. Entropy decode (402).
이어서, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 복호화 장치는 엔트로피 디코딩된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 역양자화시킨다(403).Subsequently, the selective decoding apparatus of the H.264 / AVC multimedia content dequantizes the entropy decoded integer discrete cosine transform (DCT) coefficient (403).
이후, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 복호화 장치는 초기화 단계에서 설정된 8 × 8 또는 4 × 4 매크로블록의 임의의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 복호화키로 사용하여 임시 버퍼에 저장된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수와 복호화키(초기화 단계에서 설정된 임의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수) 를 가감하여 임시 버퍼에 저장된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 복호화(새로운 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 생성)한다(404).Subsequently, the apparatus for selectively decoding H.264 / AVC multimedia content uses an integer discrete cosine transform (DCT) coefficient of an 8 × 8 or 4 × 4 macroblock set in the initialization step as a decoding key and an integer discrete cosine stored in a temporary buffer. Decodes the integer discrete cosine transform (DCT) coefficients stored in the temporary buffer by adding or subtracting the transform (DCT) coefficients and the decryption key (the arbitrary integer discrete cosine transform (DCT) coefficients set in the initialization step) (new integer discrete cosine transform (DCT) coefficients). (404).
그리고, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 복호화 장치는 복호화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수의 부호 비트를 복호화키(초기화 단계에서 설정된 임의 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수)에 따른 임의의 순서에 따라 치환하여 버퍼에 저장한다(405).In addition, the apparatus for selectively decoding H.264 / AVC multimedia content randomly orders the code bits of the decoded integer discrete cosine transform (DCT) coefficients according to the decoding key (the arbitrary integer discrete cosine transform (DCT) coefficient set in the initialization step). Substitutions are stored in the buffer (405).
다음으로, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 복호화 장치는 복호화된 정수형 이산 코사인 변환(DCT) 계수를 역 이산 코사인 변환(DCT)시켜(406), H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠의 선택적 복호화를 완료한다.Next, the apparatus for selectively decoding H.264 / AVC multimedia content performs inverse discrete cosine transform (DCT) on the decoded integer discrete cosine transform (DCT) coefficients (406) to complete selective decoding of the H.264 / AVC multimedia content. do.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
상기와 같은 본 발명은, H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠를 선택적으로 암호화/복호화하여 허가받지 않은 익명의 사용자가 H.264/AVC 멀티미디어 콘텐츠를 재생할 수 없도록 함으로써, 콘텐츠의 무단 복제와 같은 콘텐츠 제공자의 권리 침해를 방지하여 저작권자의 권익을 증진시키고, 합리적인 디지털 콘텐츠 제공 시장을 형성할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention selectively encrypts / decrypts H.264 / AVC multimedia content so that an unauthorized and anonymous user cannot play the H.264 / AVC multimedia content. By preventing the infringement of rights, the rights of copyright holders can be enhanced, and a rational digital content providing market can be formed.
또한, 본 발명은, 사용자에게 다양한 서비스 방식의 암호화된 디지털 콘텐츠를 제공함으로써, 저작자 및/또는 저작권 소비자의 다양한 욕구를 충족시키며, 암호화된 디지털 콘텐츠 이용에 대한 사용자의 편의성 및 콘텐츠의 보안성을 함께 증진시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention, by providing a user with encrypted digital content of a variety of service methods, to meet the various needs of the author and / or copyright consumer, the user's convenience in using the encrypted digital content and the security of the content together There is an effect that can be promoted.
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