视频数据完整性保护和验证方法、设备和系统技术方案

本公开提供了数据完整性的保护和验证方法、设备和系统。一种数据完整性的保护设备包括：数据分割装置，用于分别按照视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的每一个对所述视频数据进行分割，得到分别沿所述至少两个方向形成的至少两组数据块；以及完整性信息生成装置，用于计算所述至少两组数据块中的每组数据块的完整性信息，得到所述至少两个方向上的完整性信息，作为所述视频数据的完整性信息。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及视频数据的完整性保护，具体地，涉及视频数据完整性的保护和验证方法、设备以及系统。
技术介绍
视频数据容易被篡改，也容易在传输或保存过程中出现误差或丢失。在很多应用中，用户都需要检查视频数据的完整性，以确认数据未被篡改或者未出现误差或丢失。例如，随着涉及电子签名的法律法规的颁布，视频数据可以和其它媒体一样作为法庭的证据。因此，确保视频数据的完整性日益成为重要的需求。另外，在一些应用中，不仅要求用户能够检查视频数据的完整性，还要求定位数据中被篡改的位置。例如，在视频数据的传输过程中，可能会发生少量比特丢失或错误而导致整个数据失去完整性的情况。数字水印技术是一种可用于定位篡改的技术。相关文献可参考JessicaFridrich 的文 章“Security of Fragile Authentication Watermarks withLocalization，， (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers SPIEConference Series，卷4675，第691-700页，2002年4月)(简称为“相关文献I ”)。在这种技术中，将位置信息包含在验证信息中，因此，能够在验证数据完整性的同时实现篡改定位。这种技术需要将完整性信息分散并嵌入在原始图像或视频中，在一定程度上改变了原始数据。另外，这种技术是一种概率性方法，即采用数字水印技术存在一定的误报率和漏报率。鲁棒哈希算法是另外一种可用于定位篡改的技术。相关文献可参考SujoyRoy 和 Qibin Sun 等人的文章 “Robust Hash for Detection and Localizing ImageTampering，，(IEEE International Conference On Image Processing, 2007年，ICIP 2007)(简称为“相关文献2”)。与数字水印技术相比，鲁棒哈希算法不需要将完整性信息嵌入到原始数据中，因而适用于更多应用。另一方面，这种算法需要考虑鲁棒性的要求，即，对于某些视频处理不影响完整性的验证，因此，仍然是一种概率性方法。
技术实现思路
在下文中给出关于本公开的一些方面的简要概述，以便提供对于本公开的基本理解。应当理解，这个概述并不是对本公开的穷举性概述。该概述也并非意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。根据本公开的一个方面，提供了一种视频数据完整性的保护设备，该视频数据完整性保护设备可包括数据分割装置，用于分别按照视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的每一个对所述视频数据进行分割，得到分别沿所述至少两个方向形成的至少两组数据块；以及完整性信息生成装置，用于计算所述至少两组数据块中的每组数据块的完整性信息，得到所述至少两个方向上的完整性信息，作为所述视频数据的完整性信肩、O根据本公开的上述方面，还提供了一种视频数据完整性的保护方法，该视频数据完整性的保护方法可包括分别按照视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的每一个对所述视频数据进行分割，得到分别沿所述至少两个方向的至少两组数据块；以及计算所述至少两组数据块中的每组数据块的完整性信息，得到所述至少两个方向上的完整性信息，作为所述视频数据的完整性信息。根据本公开的上述方面，还提供了一种视频数据完整性的验证设备，该视频数据完整性的验证设备可包括数据分割装置，用于按待验证的视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的一个方向对所述视频数据进行分割，得到沿该方向的一组数据块；完整性信息生成装置，用于计算该组数据块的完整性信息，作为该方向上的、待验证的·完整性信息；以及完整性验证装置，用于从与所述待验证的视频数据对应的原始视频数据在所述至少两个方向的原始完整性信息中选择相应方向上的原始完整性信息，并根据所述完整性信息生成装置计算得到的待验证的完整性信息以及该相应方向上的原始完整性信息来判断所述待验证的视频数据是否完整。根据本公开的上述方面，还提供了一种视频数据完整性的验证方法，该视频数据完整性的验证方法可包括按待验证的视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的一个方向对所述视频数据进行分割，得到沿该方向的一组数据块；计算该组数据块的完整性信息，作为该方向上的、待验证的完整性信息；以及从与所述待验证的视频数据对应的原始视频数据在所述至少两个方向的原始完整性信息中选择相应方向上的原始完整性信息，并根据所述待验证的完整性信息以及该相应方向上的原始完整性信息来判断所述待验证的视频数据是否完整。根据本公开的上述方面，还提供了一种视频数据完整性的保护系统，该系统可以包括上述视频数据完整性的保护设备和上述视频数据完整性的验证设备。在本公开的上述方面中，数据保护方计算待保护的视频数据在至少两个方向上的完整性信息，作为待保护的视频数据的原始完整性信息。相应地，数据验证方则通过将待验证的视频数据在所述至少两个方向中的一个方向上的待验证的完整性信息与相应方向上的原始完整性信息进行比较来判断待验证的视频数据的完整性。由于采用了至少两个方向上的完整性信息，因此，根据上述方面的保护方法或设备或者验证方法或设备采用的数据保护或验证方法是确定性的方法，可以准确定位待验证的视频数据中的篡改位置，与现有的概率性方法相比具有更高的可信度。另外，根据用户对于定位错误(如篡改)的精度的要求不同，可以采用计算复杂度和定位精度折衷的数据完整性保护和验证方法。例如，在生成完整性信息时可以只计算视频数据在宽、高两个方向上的完整性信息。这样可以降低计算复杂度，而在后续数据验证时，仍可以准确定位每帧视频中发生修改的位置。此外，在进行视频数据的完整性验证时可以仅选择所述至少两个方向中的一个并仅比较在该选择方向上的待验证的完整性信息以及该选择方向上的原始完整性信息，而不必选择所述至少两个方向中的所有方向上的完整性信息，这样可以减少计算量，提高数据完整性验证的效率。此外，根据本专利技术的上述方面的方法或设备还可以与现有的逐帧保护的方法相兼容。根据本公开的另一方面，提供了一种视频数据完整性的保护设备，该视频数据完整性的保护设备可用于实现视频数据中的隐私保护并且可以包括数据分割装置，用于分别按照原始视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的每一个对所述视频数据进行分割，得到分别沿所述至少两个方向形成的至少两组数据块；完整性信息生成装置，用于计算所述至少两组数据块中的每组数据块的完整性信息，得到所述至少两个方向上的完整性信息，作为所述原始视频数据的原始完整性信息；加密装置，用于对原始视频数据中的待保护区域的数据进行加密，并用经加密的待保护区域的数据来替换原始视频数据中的待保护区域，形成经加密的视频数据；以及验证信息生成装置，用于根据所述原始完整性信息以及有关所述待保护区域在所述原始视频数据中的位置的信息来生成验证信息。根据本公开的上述方面，还提供了一种视频数据完整性的保护方法，该视频数据完整性的保护方法可用于实现视频数据中的隐私保护，并且可包括分别按照原始视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频数据完整性的保护设备，包括：数据分割装置，用于分别按照视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的每一个对所述视频数据进行分割，得到分别沿所述至少两个方向形成的至少两组数据块；以及完整性信息生成装置，用于计算所述至少两组数据块中的每组数据块的完整性信息，得到所述至少两个方向上的完整性信息，作为所述视频数据的完整性信息。

【技术特征摘要】
1.一种视频数据完整性的保护设备，包括 数据分割装置，用于分别按照视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的每一个对所述视频数据进行分割，得到分别沿所述至少两个方向形成的至少两组数据块；以及 完整性信息生成装置，用于计算所述至少两组数据块中的每组数据块的完整性信息，得到所述至少两个方向上的完整性信息，作为所述视频数据的完整性信息。2.如权利要求I所述的视频数据完整性的保护设备，其中，所述数据分割装置被进一步配置为 将所述视频数据分成多个数据段；及 分别按照所述至少两个方向的每一个对每个数据段进行分割，得到与每个数据段对应的、分别沿所述至少两个方向的至少两个数据块集合，并且 其中，所述完整性信息生成装置被进一步配置为 分别计算与每个数据段对应的、分别沿所述至少两个方向的两个数据块集合的完整性信息，作为每个数据段的完整性信息，所述多个数据段的完整性信息作为整个视频数据的完整性信息。3.如权利要求I所述的视频数据完整性的保护设备，其中，所述数据分割装置被进一步配置为 将所述视频数据分成多个数据段；及 分别按照所述至少两个方向的每一个对每个数据段进行分割，得到与每个数据段对应的、分别沿所述至少两个方向的至少两个数据块集合，并且 其中，所述完整性信息生成装置被进一步配置为 在所述至少两个方向的每一个上，将所述多个数据段的沿该方向的数据块集合用哈希链或哈希树链接起来，得到所述至少两个方向上的完整性信息，作为整个视频数据的完整性信息。4.如权利要求I所述的视频数据完整性的保护设备，其中，所述完整性信息生成装置被配置为采用以下算法中的任何一种来计算所述完整性信息数字哈希、数字签名或数字时间戳。5.如权利要求I所述的视频数据完整性的保护设备，还包括 解码装置，用于根据所述视频数据的编码格式，对所述视频数据进行格式解析、部分解码或完全解码，并将处理后的视频数据输出到所述数据分割装置。6.一种视频数据完整性的保护方法，包括 分别按照视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的每一个对所述视频数据进行分割，得到分别沿所述至少两个方向的至少两组数据块；以及 计算所述至少两组数据块中的每组数据块的完整性信息，得到所述至少两个方向上的完整性信息，作为所述视频数据的完整性信息。7.一种视频数据完整性的验证设备，包括 数据分割装置，用于按待验证的视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的一个方向对所述视频数据进行分割，得到沿该方向的一组数据块； 完整性信息生成装置，用于计算该组数据块的完整性信息，作为该方向上的、待验证的完整性信息； 完整性验证装置，用于从与所述待验证的视频数据对应的原始视频数据在所述至少两个方向的原始完整性信息中选择相应方向上的原始完整性信息，并根据所述完整性信息生成装置计算得到的待验证的完整性信息以及该相应方向上的原始完整性信息来判断所述待验证的视频数据是否完整。8.如权利要求7所述的视频数据完整性的验证设备，其中， 所述数据分割装置还被配置用于在所述验证装置判断出所述待验证的视频数据不完整时，按所述至少两个方向中的至少一个另一方向对所述待验证的视频数据进行分割，得到沿所述另一方向的一组数据块，并且 所述完整性信息生成装置还被配置用于计算沿所述另一方向的该组数据块的完整性信息，作为该另一方向上的、待验证的完整性信息，并且 所述完整性验证装置还被配置用于根据所述至少两个方向上的待验证的完整性信息以及与所述待验证的视频数据对应的原始视频数据在所述至少两个方向上的原始完整性信息来定位所述待验证的视频数据中与原始视频数据不一致的区域的位置。9.如权利要求7所述的视频数据完整性的验证设备，还包括 解码装置，用于根据所述待验证的视频数据的编码格式，对所述视频数据进行格式解析、部分解码或完全解码，并将处理后的待验证的视频数据输出到所述数据分割装置。10.一种视频数据完整性的验证方法，包括 按待验证的视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的一个方向对所述视频数据进行分割，得到沿该方向的一组数据块； 计算该组数据块的完整性信息，作为该方向上的、待验证的完整性信息； 从与所述待验证的视频数据对应的原始视频数据在所述至少两个方向的原始完整性信息中选择相应方向上的原始完整性信息，并根据所述待验证的完整性信息以及该相应方向上的原始完整性信息来判断所述待验证的视频数据是否完整。11.如权利要求10所述的视频数据完整性的验证方法，其中，当判断出所述待验证的视频数据不完整时，所述验证方法还包括 按所述至少两个方向中的至少一个另一方向对所述待验证的视频数据进行分割，得到沿所述另一方向的一组数据块； 计算沿所述另一方向的该组数据块的完整性信息，作为该另一方向上的、待验证的完整性信息；以及 根据所述至少两个方向上的待验证的完整性信息以及在所述至少两个方向上的原始完整性信息来定位所述待验证的视频数据中与所述原始视频数据不一致的区域的位置。12.如权利要求10所述的视频数据完整性的验证方法，还包括 根据所述待验证的视频数据的编码格式，对所述视频数据进行格式解析、部分解码或完全解码。13.—种视频数据完整性的保护系统，包括 视频数据完整性的保护设备，该视频数据完整性的保护设备包括 原始数据分割装置，用于分别按照原始视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的每一个对所述原始视频数据进行分割，得到分别沿所述至少两个方向形成的至少两组数据块 '及 原始完整性信息生成装置，用于计算所述至少两组数据块中的每组数据块的完整性信息，得到所述至少两个方向上的原始完整性信息，作为所述原始视频数据的完整性信息；以及视频数据完整性的验证设备，该视频数据完整性的验证设备包括 数据分割装置，用于按待验证视频数据的宽、高和时间三个方向中的至少两个方向中的一个方向对所述待验证视频数据进行分割，得到沿该方向的一组待验证数据块，其中，所述待验证视频数据与所述原始视频数据对应； 完整性信息生成装置，用于计算该组待验证数据块的完整性信息，作为该方向上的、待验证的完整性信息；及 完整性验证装置，用于从所述原始视频数据在所述至少两个方向的原始完整性信息中选择相应方向上的原始完整性信息，并根据所述完整性信息生成装置计算得到的待验证的完整性信息以及该相应方向上的原始完整性信息来判断所述待验证的视频数据是否完整。14.一种视频数据完整性的保护设备，包括 数据分割装置，用于分别按照原始...

【专利技术属性】
技术研发人员：李基，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：