CN118138769A - 视频编码方法、视频解码方法、编码器、解码器以及介质 - Google Patents

视频编码方法、视频解码方法、编码器、解码器以及介质 Download PDF

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CN118138769A CN202410087363.7A CN202410087363A CN118138769A CN 118138769 A CN118138769 A CN 118138769A CN 202410087363 A CN202410087363 A CN 202410087363A CN 118138769 A CN118138769 A CN 118138769A
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方诚
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Abstract

本申请提出一种视频编码方法、视频解码方法、视频编码器、视频解码器以及计算机存储介质。所述视频编码方法包括：获取当前码流片段；响应于所述当前码流片段中存在预设知识图像，获取所述预设知识图像的预设知识图像安全参数集，其中，所述预设知识图像安全参数集不同于常规图像的常规图像安全参数集；基于所述预设知识图像安全参数集对所述当前码流片段中的预设知识图像进行认证。通过上述视频编码方法，知识图像和常规图像的安全参数集区分开来，使得视频编码过程中，知识图像和常规图像编码过程更清晰、准确。

Description

视频编码方法、视频解码方法、编码器、解码器以及介质
技术领域
本申请涉及视频编解码技术领域，特别是涉及一种视频编码方法、视频解码方法、视频编码器、视频解码器以及计算机存储介质。
背景技术
在视频编解码中，为了提高压缩率，减少需要传输的码字，编码器不会直接对像素值进行编码传输，而是采用帧内或帧间预测模式，采用当前帧或参考帧的已编码块的重建像素对当前块的像素值进行预测。采用某种预测模式预测得出的像素值叫做预测像素值，预测像素值与原始像素值的差叫做残差。编码器仅需对某种预测模式及采用该种预测模式时产生的残差进行编码，解码端就可根据这些码流信息解码出相应像素值。这样大大降低了编码所需码字。
现有的SVAC3(Surveillance Video and Audio Coding，安全防范监控数字视音频编解码技术标准)视频编解码标准中引入了知识图像(library picture)的概念，后续提案中的L帧表示知识图像。知识图像是一种长期参考帧，它采用I帧进行编码。知识图像采用其知识图像索引IDX进行标识，而非码流中其他帧的POC(Picture Order Count，即图像顺序号)或DOI。
然而，现有技术中一个RAS(随机访问片段，Random Access Segment)内的知识图像和常规图像(非知识图像)用是同一个安全参数集，使用起来不够清晰明确。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提出了一种视频编码方法、视频解码方法、视频编码器、视频解码器以及计算机存储介质。
为解决上述技术问题，本申请提出了一种视频编码方法，所述视频编码方法包括：
获取当前码流片段；
响应于所述当前码流片段中存在预设知识图像，获取所述预设知识图像的预设知识图像安全参数集，其中，所述预设知识图像安全参数集不同于常规图像的常规图像安全参数集；
基于所述预设知识图像安全参数集对所述当前码流片段中的预设知识图像进行认证。
其中，所述预设知识图像为显示知识图像或非显示知识图像；
所述响应于所述当前码流片段中存在预设知识图像，获取所述预设知识图像的预设知识图像安全参数集，包括：
响应于所述当前码流片段中存在所述显示知识图像或所述非显示知识图像，获取知识图像安全参数集。
其中，所述知识图像安全参数集的作用域为所述显示知识图像或所述非显示知识图像所在的随机访问片段中的所述显示知识图像或所述非显示知识图像；当遇到下一个随机访问片段时，所述知识图像安全参数集失效；
所述常规图像安全参数集的作用域为所述显示知识图像或所述非显示知识图像所在的随机访问片段中的常规图像；当遇到下一个随机访问片段时，所述常规图像安全参数集失效。
其中，所述视频编码方法还包括：
基于所述常规图像安全参数集对所述显示知识图像或所述非显示知识图像所在的随机访问片段中的常规图像进行连续认证，或者进行单独认证。
其中，在所述预设知识图像为一帧知识图像，且该知识图像不属于任何随机访问片段时，所述知识图像安全参数集的作用域为所述知识图像。
其中，所述基于所述预设知识图像安全参数集对所述当前码流片段中的预设知识图像进行认证，包括：
基于所述知识图像安全参数集对所述显示知识图像或所述非显示知识图像进行单独认证，生成一个认证数据网络抽象层；
其中，所述非显示知识图像的认证数据网络抽象层和所述非显示知识图像的最后一个编码片同一时刻传输，且位置位于最后一个编码片之后；所述显示知识图像的认证数据网络抽象层在显示知识图像之后延迟传输，或者和所述显示知识图像同一时刻传输，且位置位于所述显示知识图像之后。
其中，所述预设知识图像为非显示知识图像；
所述响应于所述当前码流片段中存在预设知识图像，获取所述预设知识图像的预设知识图像安全参数集，包括：
响应于所述当前码流片段中存在所述非显示知识图像，获取非显示知识图像安全参数集。
其中，所述非显示知识图像安全参数集的作用域为所述非显示知识图像所在的随机访问片段中的所述非显示知识图像；当遇到下一个随机访问片段时，所述非显示知识图像安全参数集失效；
所述常规图像安全参数集的作用域为所述非显示知识图像所在的随机访问片段中除所述非显示知识图像以外的其他图像；当遇到下一个随机访问片段时，所述常规图像安全参数集失效。
其中，所述视频编码方法还包括：
基于所述常规图像安全参数集对所述非显示知识图像所在的随机访问片段中除所述非显示知识图像以外的其他图像进行连续认证，或者进行单独认证。
其中，在所述非显示知识图像不属于任何随机访问片段时，所述非显示知识图像安全参数集的作用域为所述非显示知识图像。
其中，所述基于所述预设知识图像安全参数集对所述当前码流片段中的预设知识图像进行认证，包括：
基于所述非显示知识图像安全参数集对所述非显示知识图像进行单独认证，生成一个认证数据网络抽象层；
其中，所述非显示知识图像的认证数据网络抽象层和所述非显示知识图像的最后一个编码片同一时刻传输，且位置位于最后一个编码片之后。
其中，所述视频编码方法，还包括：
在安全参数集中增加参数集类型句法，其中，所述预设知识图像安全参数集中的参数集类型句法的值配置为第一预设值，所述常规图像安全参数集中的参数集类型句法的值配置为第二预设值。
其中，所述视频编码方法，还包括：
在安全参数集中增加认证句法，其中，所述认证句法中的第三预设值表示对除随机访问点图像和知识图像外的其他非随机访问点图像不进行认证，第四预设值表示对除随机访问点图像和知识图像外的其他非随机访问点图像进行认证。
其中，所述视频编码方法，还包括：
在显示知识图像安全参数集中将延迟传输句法配置为描述显示知识图像认证数据延迟传输的最大时域距离。
为解决上述技术问题，本申请提出了一种视频解码方法，所述视频解码方法包括：
获取视频码流；
从所述视频码流中提取预设知识图像的码流数据以及预设知识图像安全参数集；
利用所述预设知识图像安全参数集对所述码流数据进行认证。
为解决上述技术问题，本申请还提出一种视频编码器，所述视频编码器包括存储器以及与所述存储器耦接的处理器；
其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现如上述的视频编码方法。
为解决上述技术问题，本申请还提出一种视频解码器，所述视频解码器包括存储器以及与所述存储器耦接的处理器；
其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现如上述的视频解码方法。
为解决上述技术问题，本申请还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质用于存储程序数据，所述程序数据在被计算机执行时，用以实现上述的视频编码方法，和/或视频解码方法。
与现有技术相比，本申请的有益效果是：视频编码器获取当前码流片段；响应于所述当前码流片段中存在预设知识图像，获取所述预设知识图像的预设知识图像安全参数集，其中，所述预设知识图像安全参数集不同于常规图像的常规图像安全参数集；基于所述预设知识图像安全参数集对所述当前码流片段中的预设知识图像进行认证。通过上述视频编码方法，知识图像和常规图像的安全参数集区分开来，使得视频编码过程中，知识图像和常规图像编码过程更清晰、准确。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1是本申请提供的加解密技术方案的流程示意图；
图2是本申请提供的树型摘要示意图；
图3是本申请提供的基于视频编解码的安全参数集管理过程的流程示意图；
图4是本申请提供的视频编码方法一实施例的流程示意图；
图5是本申请提供的显示知识图像配置下的编码码流第一实施例的示意图；
图6是本申请提供的非显示知识图像配置下的编码码流第一实施例的示意图；
图7是本申请提供的显示知识图像配置下的编码码流第二实施例的示意图；
图8是本申请提供的非显示知识图像配置下的编码码流第二实施例的示意图；
图9是本申请提供的显示知识图像配置下的编码码流第三实施例的示意图；
图10是本申请提供的显示知识图像配置下的编码码流第四实施例的示意图；
图11是本申请提供的非显示知识图像配置下的编码码流第四实施例的示意图；
图12是本申请提供的显示知识图像配置下的编码码流第五实施例的示意图；
图13是本申请提供的非显示知识图像配置下的编码码流第五实施例的示意图；
图14是本申请提供的视频解码方法一实施例的流程示意图；
图15是本申请提供的视频编码器一实施例的结构示意图；
图16是本申请提供的视频解码器一实施例的结构示意图；
图17是本申请提供的计算机存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
视频图像数据量比较大，通常需要对视频像素数据(RGB、YUV等)其进行压缩，压缩后的数据称之为视频码流，视频码流通过有线或者无线网络传输至用户端，再进行解码观看。整个视频编码流程包括预测、变换、量化、编码等过程。
在视频编码中，最常用颜色编码方法有YUV、RGB等，本发明中所采用的颜色编码方法为YUV。Y表示明亮度，也就是图像的灰度值；U和V(即Cb和Cr)表示色度，作用是描述图像色彩及饱和度。每个Y亮度块都对应一个Cb和一个Cr色度块，每个色度块也只对应一个亮度块。
视频码流由连续的帧构成，每一帧解码并依次播放后就行成了视频画面。现有视频编解码标准中，常见的帧类型有I帧、P帧和B帧。
I帧为帧内编码帧，是一种自带全部编解码信息的独立帧，无需参考其他帧便可独立进行编解码。I帧需要完整编码该帧图像的所有内容，一般来说生成的码流较大，压缩率较低。
P帧为帧间预测编码帧，需要参考显示顺序上过去的帧作为参考图像才能进行编解码。
B帧为双向帧间预测编码帧，需要参考显示顺序上过去的和将来的帧作为参考帧才能进行编解码。
在播放视频时，很多场合有随机接入的需求。比如在直播丢帧时，解码器无法构建帧之间的参考关系，无法正常解码。此时解码器将寻找下一个随机接入帧重新开始解码。或是在点播中要从某一时刻播放视频时，解码器一般从该时刻对应帧的前一个随机接入帧开始解码。
为了满足随机接入的需求，编码器会周期性的插入一个随机接入帧到码流中。现有技术中随机接入帧都为I帧。然而一般I帧的码流尺寸较大，在传输过程中对带宽的冲击较强，所以编码过程中一般不会频繁插入I帧。但插入I帧的周期间隔越大，随机接入过程中需要等待的时间就越长，编码器需要在这之间进行取舍，选择合适的I帧周期。针对此问题，现有技术的一种解决方法是在随机接入帧之间插入只参考前一随机接入帧的P帧或B帧。
RAS(随机访问片段，Random Access Segment)，一般指的是一个随机访问点到下一个随机访问点前的所有帧。
本申请所涉及的加解密技术主要过程如图1所示，图1是本申请提供的加解密技术方案的流程示意图。
如图1所述，本申请的编码加密过程具体为：
(1)编码器周期随机生成128bit的VEK，其中，VEK用于加密视频流。
(2)读取待加密的编码片NAL(Network Abstraction Layer，网络抽象层)的RBSP((Raw Byte Sequence Payload，原始字节序列载荷)数据。
(3)同时满足下列条件时，作废当前VEK，激活新的VEK，否则继续使用当前VEK：此RBSP是GOP(Group of Pictures，画面组)开始的第一个编码片数据；有新的VEK可用。
(4)编码器随机生成128bit的IV。
(5)采用约定的分组加密算法的OFB模式，用VEK和IV生成流密钥。
(6)加密流密钥和待加密的编码片RBSP数据按位对齐，进行异或运算，得到加密的编码片RBSP数据。
(7)封装此加密RBSP的VCL NAL，encryption_idc＝1。
(8)如激活了新的VEK或使用了新的IV，应封装安全扩展信息NAL，即安全参数集，并先于此VCL NAL输出。
如图1所述，本申请的解码解密过程具体为：
(1)从安全参数集NAL中获取IV、VEK的密文，记作E(VEK)，用VKEK解密E(VEK)，得到VEK。
(2)读取待解密的编码片RBSP数据。
(3)同时满足下列条件时，作废当前VEK，激活新的VEK，否则继续使用当前VEK：此RBSP是GOP开始的第一个编码片数据；有新的VEK可用。
(4)采用约定的分组加密算法的OFB模式，用VEK和IV生成流密钥。
(5)解密流密钥和待解密的编码片RBSP数据按位对齐，进行异或运算，得到解密后的编码片RBSP数据。
本申请所涉及的安全参数集句法具体为：
其中，上述安全参数集语义具体为：
加密标志(encryption_flag)：二值变量。值为‘1’表示支持对显示图像编码片，或显示图像序列参数集，或显示图像参数集，或非显示知识图像编码片，或显示知识图像编码片，或知识图像序列参数集，或知识图像参数集，或扩展数据单元进行加密，即NAL单元中的RBSP可能经过加密。值为‘0’表示不支持对NAL单元中的RBSP进行加密。
认证标志(authentication_flag)：二值变量。值为‘1’表示支持对编码视频序列进行认证，可参与认证的NAL单元包括显示图像或知识图像的编码片，以及在该帧传输的序列参数集、图像参数集、安全参数集以及扩展数据单元。当支持对上述数据内容进行认证时，编码视频序列中必须携带绝对时间扩展信息，且携带在编码比特流中的认证数据应经过Base64编码。认证数据通过nal_unit_type等于10的NAL单元传输。如果一个访问单元中存在authentication_idc等于1且nal_unit_type等于0～9，12,14,17和18的NAL单元等，对该访问单元中authentication_idc为1的NAL单元按解码顺序排列后做一次杂凑计算，产生该访问单元的摘要数据。authentication_flag等于0表示不支持对编码视频序列进行认证，编码视频序列中不应包含nal_unit_type等于10的NAL单元。
注：如果authentication_flag为1的同时encryption_flag为1，即当前编码视频序列既支持加密又支持认证，则应先对其加密再对其认证，即用于做认证的数据应为加密后的NAL单元。
加密类型(encryption_type)：4位无符号整数。指示加密所采用的算法，具体对应关系见表1。
表1加密类型与具体加密算法的对应关系
encryption_type的值 加密算法
0 SM1
1 SM4
2～15 保留
视频加密密钥标志(vek_flag)：二值变量。值为‘1’表示携带vek，值为‘0’表示不携带vkek。
初始向量标志(iv_flag)：二值变量。值为‘1’表示携带iv，值为‘0’表示不携带iv。
视频加密密钥加密类型(vek_encryption_type)：4位无符号整数。指示视频加密密钥的加密类型，具体对应关系见表1。
加密后视频加密密钥长度(evek_length_minus1)：8位无符号整数。指示加密后的视频加密密钥长度，以字节为单位。
加密后视频加密密钥(evek)：n位无符号整数。表示加密后的视频加密密钥，用于加密计算，长度为evek_length_minus1加1字节。
视频加密密钥版本号长度(vkek_version length_minus1)：8位无符号整数。指示视频加密密钥版本号长度，以字节为单位。
视频加密密钥版本号(vkek_version)：n位无符号整数。指示视频加密密钥版本号，长度为vkek_version_length_minus1加1字节。
初始向量长度(iv_length_minus1)：8位无符号整数。指示初始向量长度，以字节为单位。
初始向量(iv)：n位无符号整数。指示初始向量，用于分组加密，长度为iv_length_minus1加1字节。
哈希类型(hash_type)2位无符号整数。指示认证所采用的算法，具体对应关系如表2所示。
表2哈希类型与具体算法的对应关系
hash_type的值 认证算法 摘要数据长度(字节)
0 SM3 32
1～3 保留 保留
非显示知识图像哈希认证标志(hash_discard_non_output_library_pictures_flag)：二值变量。值为‘1’表示对非显示知识图像不进行认证；等于0表示对非显示知识图像进行认证,非显示知识图像的认证方式为仅对该图像的摘要数据进行数字签名得到认证数据。如果hash_discard_library_pictures不在码流中，默认其值等于1。不进行认证的图像中每个NAL单元的authentication_idc均应等于0。
P/B帧哈希认证标志(hash_discard_pb_pictures_flag)：二值变量。值为‘1’表示对除随机访问点图像和知识图像外的其他图像不进行认证；等于0表示对除随机访问点图像和知识图像外的其他图像进行认证。如果hash_discard_pb_pictures不在码流中，默认其值等于1。不进行认证的图像中每个NAL单元的authentication_idc均应等于0。
连续认证图像帧数(successive_hash_pictures_minus1)：8位无符号整数。表示编码视频序列中按解码顺序进行数字签名的连续图像个数，连续图像的图像类型可以包括显示图像和显示知识图像，且这些连续的图像仅限在一个随机访问图像或者RLI帧图像间隔中。successive_hash_pictures_minus1的取值应为0～255。
SuccessiveHashPictures＝successive_hash_pictures_minus1+1
其中，如果successive_hash_pictures_minus1等于0，对每一个进行认证的图像的摘要数据进行数字签名。
如果successive_hash_pictures_minus1大于0，首先对按解码顺序连续的SuccessiveHashPictures个图像的摘要数据产生树型摘要数据，再对树顶摘要数据进行数字签名。如图2所示，n个图像的树顶摘要数据是对前n-1个图像的树顶摘要数据和第n个图像的摘要数据排列后，按hash_type所示的方法产生的摘要数据。
注：安全参数集激活后的第一个进行认证的图像应为SuccessiveHashPictures个连续图像的第一个图像。一个随机访问图像应为SuccessiveHashPictures个连续图像的第一个。如果一个随机访问图像或者RLIDR图像间隔中进行认证的显示图像与显示知识图像不足SuccessiveHashPictures，显示图像与显示知识图像的签名数据对应的摘要数据为该随机访问图像或者RLIDR图像间隔包含的所有的显示图像与显示知识图像摘要数据。
数字签名类型(signature_type)：2位无符号整数。指示对图像的摘要数据进行数字签名的算法，如表3所示。
表3数字签名类型与具体加密算法的对应关系
signature_type的值 签名算法
0 SM2
1～3 保留
签名数据格式(signature_fmt)：2位无符号整数。指示签名数据格式，signature_fmt取值含义与signature_type句法对应关系的具体规定如表4所示。
表4签名数据格式
注：R|S表示由SM2加密算法输出的秘文R和S直接拼接的结果，具体参考标准《GM/T0003.1-2012SM2椭圆曲线公钥密码算法第1部分：总则》4.2.2整数到字节串的转换，和《GM/T 0003.2-2012SM2椭圆曲线公钥密码算法第2部分：数字签名算法》6.1数字签名的生成算法。
ASN.1DER编码是关于每个元素的标记、长度和值的编码系统，具体参考标准《GM/T0009-2012SM2密码算法使用规范》7.3签名数据格式。
摄像机证书标识(camera_idc)：152位字符串。指示图像来源的摄像机的证书标识。
摄像机标识(camera_id)：160位字符串。指示图像来源的摄像机ID。
现有的SVAC3视频编解码标准中引入了知识图像(library picture)的概念，后续提案中的L帧表示知识图像。同时，引入RL(reference library)帧的概念，RL帧指的是为只参考知识图像的P帧或B帧。知识图像是一种长期参考帧，它采用I帧进行编码，知识图像仅作为参考帧，不用于显示。知识图像采用其知识图像索引IDX进行标识，而非码流中其他帧的POC或DOI。
对于当前安全参数集，它的作用域一直持续到下一个相同ID的安全参数集出现，当下一个相同ID的安全参数集出现时，会直接替换掉上一个相同ID的安全参数集。
本申请所涉及的NAL句法语义具体如下：
其中，上述NAL语法具体如下：
加密标志(encryption_idc)：二值变量。表示NAL单元是否加密。值为‘0’表示该NAL单元中的RBSP没有加密，值为‘1’表示该NAL单元中的RBSP以安全参数集中指定的加密方法加密，且RBSP的最后一个字节不加密。
认证标志(authentication_idc)：二值变量。表示NAL单元是否认证。值为‘0’表示该NAL单元未经认证，值为‘1’表示该NAL单元以安全参数集中指定的认证方法认证，且编码比特流中必须携带绝对时间扩展信息，用于标识认证时间。
RAS随机访问片段(Random Access Segment)：每个随机访问片段由一个随机访问点图像起始，包含至下一个随机访问点前的一个或多个连续的访问单元。
访问单元(access unit)：根据指定规则相互关联的一组NAL单元，并按照解码顺序连续。简单来说，一个访问单元就是一帧所有NAL的集合，非显示知识图像可以被包含在多个访问单元中。
注：IDR(Instantaneous Decoding Refresh，时解码刷新)图像、RL图像、RAPI图像、显示知识图像和RL前置知识图像的访问单元包括访问单元分界NAL单元(如果存在)、安全参数集NAL单元、序列参数集NAL单元、图像参数集NAL单元、图像头NAL单元、扩展数据NAL单元、补充增强信息NAL单元(如果存在)、编码片NAL单元、编码视频序列结尾NAL单元(如果存在)和流结尾NAL单元(如果存在)；NRAP图像的访问单元包括访问单元分界NAL单元(如果存在)、认证数据NAL单元、图像头NAL单元、扩展数据NAL单元、补充增强信息NAL单元(如果存在)、编码片NAL单元、编码视频序列结尾NAL单元(如果存在)和流结尾NAL单元(如果存在)。
注：非显示知识图像可包含在一至多个访问单元中，每个访问单元包括一个至多个连续的知识图像编码片NAL单元。如果一个非显示知识图像编码片包含在多个访问单元，第一个访问单元应包括知识图像的序列参数集NAL单元、图像参数集NAL单元、图像头NAL单元和片索引为0的知识图像编码片，其余访问单元应包括至少一个片索引不为零的知识图像编码片。包含非显示知识图像的编码片NAL单元的访问单元应包含访问单元分界NAL单元。
注：如果一个访问单元内包含一个随机访问点图像编码片NAL单元，该访问单元称为随机访问点访问单元。
注：一个层单元内的所有编码片NAL单元，除隐私图像编码片NAL单元外，应具有相同的NAL单元类型。
基于上述内容，本申请提出一种基于视频编解码的安全参数集管理方法：为知识图像设置独立的知识图像安全参数集；当前安全参数集的作用域只作用在当前所在的RAS(随机访问间隔)内；根据不同安全参数集的作用域确定单独或连续认证的方式。具体流程图如图3所示，图3是本申请提供的基于视频编解码的安全参数集管理过程的流程示意图。
如图3所示，本申请提出改进点如下：
(1)区分安全参数集：为知识图像设立独立的安全参数集，区分于常规安全参数集。
(2)安全参数集生效方式：规定了知识图像安全参数集和常规安全参数集各自的作用域。
(3)基于安全参数集进行认证：确定了知识图像和常规图像分别进行独立或连续认证的方式。
(4)句法设置：需要增加句法用于指示当前安全参数集是哪种，以及是否对非随机访问点图像进行认证。
基于上述改进点，本申请提出具体的视频编码方法，具体请继续参阅图4，图4是本申请提供的视频编码方法一实施例的流程示意图。
如图4所示，其具体步骤如下：
步骤S11：获取当前码流片段。
在本申请实施例中，视频编码器获取当前码流片段，即当前RAS。当前RAS的情况包括但不限于：仅包括显示知识图像；视频流有显示知识图像时，包括两帧显示知识图像之间的常规图像；视频流有非显示知识图像时，包括起点RL帧到非显示知识图像的所有帧。
需要说明的是，若当前码流片段为第一帧非显示知识图像时，当前码流片段不为一个RAS，仅作为单帧视频帧存在。
步骤S12：响应于当前码流片段中存在预设知识图像，获取预设知识图像的预设知识图像安全参数集，其中，预设知识图像安全参数集不同于常规图像的常规图像安全参数集。
在本申请实施例中，视频编码器在区分安全参数集时，为知识图像设置独立的安全参数集，包括但不限于以下方案：
i.其中一个方案是无论显示知识图像还是非显示知识图像，都用一套独立的知识图像安全参数集，区别于常规图像的常规安全参数集。
ii.另一个方案是只对非显示知识图像设置独立的非显示知识图像安全参数集，显示知识图像还是和常规图像共用常规安全参数集。
另外，视频编码器还设置了上述安全参数集的生效方式：本申请的视频编码器明确安全参数集只在它所在的RAS内生效，当遇见下一个RAS的开头，则该安全参数集失效。
结合上述安全参数集区分方案和安全参数集生效方案，安全参数集的生效方式包括但不限于以下方案：
1)安全参数集包括常规安全参数集和知识图像安全参数集。知识图像安全参数集的作用域为当前RAS的显示知识图像或非显示知识图像；常规的安全参数集作用域为RAS内的所有常规图像。
2)安全参数集包括常规安全参数集和非显示知识图像安全参数集。非显示知识图像安全参数集的作用域为当前RAS的非显示知识图像；常规的安全参数集作用域为RAS内除非显示知识图像之外的图像，包括显示知识图像。
需要说明的是，下面在具体实施方式中，上面两种方案分别称为安全参数集方案1和安全参数集方案2。
在下面的实施例1和实施例2中，统一认为RL帧是一个随机访问点，当然，保持现有技术中设置，显示知识图像是一个随机访问点，非显示知识图像不是随机访问点。那么当前RL一直到下一个显示知识图像之前是一个RAS；一帧显示知识图像也是一个RAS。
在一种具体的实施方式，即实施例1中，本申请实施例需要编码的视频流请参阅图5，图5是本申请提供的显示知识图像配置下的编码码流第一实施例的示意图。
如图5所示，显示知识图像配置下的编码码流采用上述安全参数集方案1的方式，即图5中的显示知识图像有对应的显示知识图像安全参数集，而常规图像安全参数集的作用域则为一个RL帧一直到下一个显示知识图像之前的所有常规图像。
在另一种具体的实施方式，即实施例1中，本申请实施例需要编码的视频流请参阅图6，图6是本申请提供的非显示知识图像配置下的编码码流第一实施例的示意图。
如图6所示，非显示知识图像配置下的编码码流采用上述安全参数集方案1的方式，即图6中的非显示知识图像有对应的非显示知识图像安全参数集，而常规图像安全参数集的作用域则为一个RL帧一直到下一个非显示知识图像之前的所有常规图像。
此时，需要说明的是，编码码流中的第一个非显示知识图像单独作为一个RAS，而后续的非显示知识图像则与在前的常规图像组成RAS。
在另一种具体的实施方式，即实施例2中，本申请实施例需要编码的视频流请参阅图7，图7是本申请提供的显示知识图像配置下的编码码流第二实施例的示意图。
如图7所示，显示知识图像配置下的编码码流采用上述安全参数集方案2的方式，即图7中的显示知识图和常规图像只需使用常规图像安全参数集，而常规图像安全参数集的作用域为一个RL一直到下一个显示知识图像之前的所有常规图像，或者作用域为一帧显示知识图像。
在另一种具体的实施方式，即实施例2中，本申请实施例需要编码的视频流请参阅图8，图8是本申请提供的非显示知识图像配置下的编码码流第二实施例的示意图。
如图8所示，非显示知识图像配置下的编码码流采用上述安全参数集方案2的方式，即图8中的非显示知识图像有对应的非显示知识图像安全参数集，非显示知识图像安全参数集作用域为一个非显示知识图像；而常规图像安全参数集的作用域则为一个RL帧一直到下一个非显示知识图像之前的所有常规图像。
在下面的实施例3中，当有显示知识图像时，显示知识图像是随机访问点，显示知识图像后第一个RL帧不是随机访问点，其他RL是随机访问点，当有非显示知识图像时，RL帧是随机访问点，非显示知识图像不是随机访问点。
在一种具体的实施方式，即实施例3中，本申请实施例需要编码的视频流请参阅图9，图9是本申请提供的显示知识图像配置下的编码码流第三实施例的示意图。
如图9所示，显示知识图像配置下的编码码流采用上述安全参数集方案2的方式，即图9中的显示知识图和常规图像只需使用常规图像安全参数集，而常规图像安全参数集的作用域为一个显示知识图像一直到下一个显示知识图像之前的所有常规图像。
步骤S13：基于预设知识图像安全参数集对当前码流片段中的预设知识图像进行认证。
在本申请实施例中，视频编码器在上述安全参数集方案的基础上还需要基于安全参数集进行认证。由于非显示知识图像安全参数集/知识图像安全参数集和常规安全参数集的作用域不同，因此基于安全参数集的认证方式也有变化。因此，本申请的视频编码器提供的认证方式包括但不限于：
A、当前RAS内的显示或非显示知识图像只进行单独认证，且1帧知识图像只生成一个认证数据NAL，非显示知识图像认证数据NAL要紧接着它最后一个编码片传输，显示知识图像的认证数据NAL可以延迟传输；当前RAS内的常规图像可以进行连续认证。
B、当前RAS内的非显示知识图像只进行单独认证，且1帧非显示知识图像只生成一个认证数据NAL，非显示知识图像认证数据NAL要紧接着它最后一个编码片传输；当前RAS内的非显示知识图像之外的图像可以进行连续认证，且认证数据NAL可以延迟传输。
需要说明的是，当前RAS中连续认证的图像采用同一安全参数集。
需要说明的是，下面在具体实施方式中，上面两种方案分别称为认证方案A和认证方案B。
在一种具体的实施方式，即实施例4中，本申请实施例需要编码的视频流请参阅图10，图10是本申请提供的显示知识图像配置下的编码码流第四实施例的示意图。
如图10所示，显示知识图像配置下的编码码流采用上述实施例1的随机访问点设置方式，认证方式选择认证方案A。因此，图10中一个RAS内的所有普通显示图像都可以一起连续认证，而显示知识图像单独签名认证。
在另一种具体的实施方式，即实施例4中，本申请实施例需要编码的视频流请参阅图11，图11是本申请提供的非显示知识图像配置下的编码码流第四实施例的示意图。
如图11所示，非显示知识图像配置下的编码码流采用上述实施例1的随机访问点设置方式，认证方式选择认证方案A。因此，图11中一个RAS内的所有普通显示图像都可以一起连续认证，而RAS内的非显示知识图像单独签名认证。
在另一种具体的实施方式，即实施例5中，本申请实施例需要编码的视频流请参阅图12，图12是本申请提供的显示知识图像配置下的编码码流第五实施例的示意图。
如图12所示，显示知识图像配置下的编码码流采用上述实施例1的随机访问点设置方式，认证方式选择认证方案B。因此，图10中一个RAS内的所有普通显示图像和显示知识图像都可以一起连续认证。
在另一种具体的实施方式，即实施例5中，本申请实施例需要编码的视频流请参阅图13，图13是本申请提供的非显示知识图像配置下的编码码流第五实施例的示意图。
如图13所示，非显示知识图像配置下的编码码流采用上述实施例1的随机访问点设置方式，认证方式选择认证方案B。因此，图13中一个RAS内的所有普通显示图像都可以一起连续认证，而RAS内的非显示知识图像单独签名认证。
在本申请实施例中，由于新增了一个独立的知识图像安全参数集，因此，安全参数集需要增加一个句法，即参数集类型句法用于指示当前安全参数集是知识图像安全参数集还是普通安全参数集；或用于指示当前安全参数集是非显示知识图像安全参数集还是普通安全参数集。另外，本申请的安全参数集还需要有一个句法，即认证句法指示非随机访问点图像是否进行认证。进一步地，本申请的安全参数集中还需要通过延迟传输句法对显示知识图像的认证数据NAL延迟传输的时域距离进行规定。
在一种具体的实施方式，即实施例6中，在安全参数集中增加一个句法is_library_sec_flag，该句法为二值变量，值为‘1’表示此安全参数集作用于知识图像，值为‘0’表示此安全参数集作用于常规图像。
另外在该实施例中，在安全参数集中删除现有技术中的句法hash_discard_pb_pictures_flag，该句法原先用于指示P/B帧是否进行认证。增加一个句法hash_discard_nrap_pictures_flag，该句法为二值变量，值为‘1’表示对除随机访问点图像和知识图像外的其他非随机访问点图像不进行认证；等于0表示可对除随机访问点图像和知识图像外的其他非随机访问点图像进行认证。
实施例6的安全参数集具体句法的传输逻辑如下表所示。
在另一种具体的实施方式，即实施例7中，安全参数集RBSP定义中新增的句法与上述实施例6一致，但hash_discard_nrap_pictures_flag句法的传输逻辑有改动，只在非知识图像的情况下传输句法hash_discard_nrap_pictures_flag。
实施例7的安全参数集具体句法的传输逻辑如下表所示。
在另一种具体的实施方式，即实施例8中，在安全参数集中增加一个句法is_non_output_library_sec_flag，该句法为二值变量，值为‘1’表示此安全参数集作用于非显示知识图像，值为‘0’表示此安全参数集作用于常规图像或显示知识图像。
另外在该实施例中，再安全参数集中删除现有技术中的句法hash_discard_pb_pictures_flag，该句法原先用于指示P/B帧是否进行认证。增加一个句法hash_discard_nrap_pictures_flag，该句法为二值变量，值为‘1’表示对除随机访问点图像和知识图像外的其他非随机访问点图像不进行认证；等于0表示可对除随机访问点图像和知识图像外的其他非随机访问点图像进行认证。
实施例7的安全参数集具体句法的传输逻辑如下表所示。
在另一种具体的实施方式，即实施例9中，如上述实施例6至实施例8的安全参数集句法中已有句法hash_period_in_doi_minus，功能是：(1)规定参与认证的访问单元的数量；(2)规定认证数据NAL单元与其关联访问单元的最大时域距离。在实施例9中，在显示知识图像安全参数集时，使用该句法的第(2)个功能规定显示知识图像认证数据NAL延迟传输的最大时域距离，并且不需要功能(1)的规定。非显示知识图像不使用该句法。
在本申请实施例中，视频编码器获取当前码流片段；响应于所述当前码流片段中存在预设知识图像，获取所述预设知识图像的预设知识图像安全参数集，其中，所述预设知识图像安全参数集不同于常规图像的常规图像安全参数集；基于所述预设知识图像安全参数集对所述当前码流片段中的预设知识图像进行认证。通过上述视频编码方法，知识图像和常规图像的安全参数集区分开来，使得视频编码过程中，知识图像和常规图像编码过程更清晰、准确。
本申请的视频编码方法将知识图像和常规图像的安全参数集区分开来，使用起来比较清晰明了；安全参数集的作用域只在当前RAS内生效，下一个RAS直接失效，简单直接；将知识图像和常规图像的认证方式分开，便于使用，且简化认证过程。
请继续参阅图14，图14是本申请提供的视频解码方法一实施例的流程示意图。
如图14所示，其具体步骤如下：
步骤S21：获取视频码流。
步骤S22：从视频码流中提取预设知识图像的码流数据以及预设知识图像安全参数集。
步骤S23：利用预设知识图像安全参数集对码流数据进行认证。
本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
为实现上述视频编码方法，本申请还提出了一种视频编码器，具体请参阅图15，图15是本申请提供的视频编码器一实施例的结构示意图。
本实施例的视频编码器400包括处理器41、存储器42、输入输出设备43以及总线44。
该处理器41、存储器42、输入输出设备43分别与总线44相连，该存储器42中存储有程序数据，处理器41用于执行程序数据以实现上述实施例所述的视频编码方法。
在本申请实施例中，处理器41还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器41可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器41还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Process)、专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、现场可编程门阵列(FPGA，FieldProgrammable Gate Array)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器41也可以是任何常规的处理器等。
为实现上述视频解码方法，本申请还提出了一种视频解码器，具体请参阅图16，图16是本申请提供的视频解码器一实施例的结构示意图。
本实施例的视频解码器500包括处理器51、存储器52、输入输出设备53以及总线54。
该处理器51、存储器52、输入输出设备53分别与总线54相连，该存储器52中存储有程序数据，处理器51用于执行程序数据以实现上述实施例所述的视频解码方法。
在本申请实施例中，处理器51还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器51可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器51还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Process)、专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、现场可编程门阵列(FPGA，FieldProgrammable Gate Array)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器51也可以是任何常规的处理器等。
本申请还提供一种计算机存储介质，请继续参阅图17，图17是本申请提供的计算机存储介质一实施例的结构示意图，该计算机存储介质600中存储有计算机程序61，该计算机程序61在被处理器执行时，用以实现上述实施例的视频编码方法，和/或视频解码方法。
本申请的实施例以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (18)

1.一种视频编码方法，其特征在于，所述视频编码方法包括：
获取当前码流片段；
响应于所述当前码流片段中存在预设知识图像，获取所述预设知识图像的预设知识图像安全参数集，其中，所述预设知识图像安全参数集不同于常规图像的常规图像安全参数集；
基于所述预设知识图像安全参数集对所述当前码流片段中的预设知识图像进行认证。
2.根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，
所述预设知识图像为显示知识图像或非显示知识图像；
所述响应于所述当前码流片段中存在预设知识图像，获取所述预设知识图像的预设知识图像安全参数集，包括：
响应于所述当前码流片段中存在所述显示知识图像或所述非显示知识图像，获取知识图像安全参数集。
3.根据权利要求2所述的视频编码方法，其特征在于，
所述知识图像安全参数集的作用域为所述显示知识图像或所述非显示知识图像所在的随机访问片段中的所述显示知识图像或所述非显示知识图像；当遇到下一个随机访问片段时，所述知识图像安全参数集失效；
所述常规图像安全参数集的作用域为所述显示知识图像或所述非显示知识图像所在的随机访问片段中的常规图像；当遇到下一个随机访问片段时，所述常规图像安全参数集失效。
4.根据权利要求3所述的视频编码方法，其特征在于，
所述视频编码方法还包括：
基于所述常规图像安全参数集对所述显示知识图像或所述非显示知识图像所在的随机访问片段中的常规图像进行连续认证，或者进行单独认证。
5.根据权利要求2所述的视频编码方法，其特征在于，
在所述预设知识图像为一帧知识图像，且该知识图像不属于任何随机访问片段时，所述知识图像安全参数集的作用域为所述知识图像。
6.根据权利要求2或3所述的视频编码方法，其特征在于，
所述基于所述预设知识图像安全参数集对所述当前码流片段中的预设知识图像进行认证，包括：
基于所述知识图像安全参数集对所述显示知识图像或所述非显示知识图像进行单独认证，生成一个认证数据网络抽象层；
其中，所述非显示知识图像的认证数据网络抽象层和所述非显示知识图像的最后一个编码片同一时刻传输，且位置位于最后一个编码片之后；所述显示知识图像的认证数据网络抽象层在显示知识图像之后延迟传输，或者和所述显示知识图像同一时刻传输，且位置位于所述显示知识图像之后。
7.根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，
所述预设知识图像为非显示知识图像；
所述响应于所述当前码流片段中存在预设知识图像，获取所述预设知识图像的预设知识图像安全参数集，包括：
响应于所述当前码流片段中存在所述非显示知识图像，获取非显示知识图像安全参数集。
8.根据权利要求7所述的视频编码方法，其特征在于，
所述非显示知识图像安全参数集的作用域为所述非显示知识图像所在的随机访问片段中的所述非显示知识图像；当遇到下一个随机访问片段时，所述非显示知识图像安全参数集失效；
所述常规图像安全参数集的作用域为所述非显示知识图像所在的随机访问片段中除所述非显示知识图像以外的其他图像；当遇到下一个随机访问片段时，所述常规图像安全参数集失效。
9.根据权利要求8所述的视频编码方法，其特征在于，
所述视频编码方法还包括：
基于所述常规图像安全参数集对所述非显示知识图像所在的随机访问片段中除所述非显示知识图像以外的其他图像进行连续认证，或者进行单独认证。
10.根据权利要求7所述的视频编码方法，其特征在于，
在所述非显示知识图像不属于任何随机访问片段时，所述非显示知识图像安全参数集的作用域为所述非显示知识图像。
11.根据权利要求7或8所述的视频编码方法，其特征在于，
所述基于所述预设知识图像安全参数集对所述当前码流片段中的预设知识图像进行认证，包括：
基于所述非显示知识图像安全参数集对所述非显示知识图像进行单独认证，生成一个认证数据网络抽象层；
其中，所述非显示知识图像的认证数据网络抽象层和所述非显示知识图像的最后一个编码片同一时刻传输，且位置位于最后一个编码片之后。
12.根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，
所述视频编码方法，还包括：
在安全参数集中增加参数集类型句法，其中，所述预设知识图像安全参数集中的参数集类型句法的值配置为第一预设值，所述常规图像安全参数集中的参数集类型句法的值配置为第二预设值。
13.根据权利要求1或12所述的视频编码方法，其特征在于，
所述视频编码方法，还包括：
在安全参数集中增加认证句法，其中，所述认证句法中的第三预设值表示对除随机访问点图像和知识图像外的其他非随机访问点图像不进行认证，第四预设值表示对除随机访问点图像和知识图像外的其他非随机访问点图像进行认证。
14.根据权利要求1或12所述的视频编码方法，其特征在于，
所述视频编码方法，还包括：
在显示知识图像安全参数集中将延迟传输句法配置为描述显示知识图像认证数据延迟传输的最大时域距离。
15.一种视频解码方法，其特征在于，所述视频解码方法包括：
获取视频码流；
从所述视频码流中提取预设知识图像的码流数据以及预设知识图像安全参数集；
利用所述预设知识图像安全参数集对所述码流数据进行认证。
16.一种视频编码器，其特征在于，所述视频编码器包括存储器以及与所述存储器耦接的处理器；
其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现如权利要求1至14任一项所述的视频编码方法。
17.一种视频解码器，其特征在于，所述视频解码器包括存储器以及与所述存储器耦接的处理器；
其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现如权利要求15所述的视频解码方法。
18.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质用于存储程序数据，所述程序数据在被计算机执行时，用以实现如权利要求1至14任一项所述的视频编码方法，和/或权利要求15所述的视频解码方法。
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