專利名稱：加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法與設(shè)備，特別涉及一種通過在壓縮多媒體數(shù)據(jù)來記錄和傳送該多媒體數(shù)據(jù)的過程中，使用一個(gè)特定密鑰來轉(zhuǎn)換和壓縮多媒體數(shù)據(jù)，以及只能使用在壓縮過程中使用過的密鑰，對(duì)所加密的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行解密的加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。本申請(qǐng)基于韓國專利申請(qǐng)No.2002-72813，其在此結(jié)合作為參考。
背景技術(shù)：
運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于運(yùn)動(dòng)圖像和音頻數(shù)據(jù)的壓縮、存儲(chǔ)、傳送以及已壓縮信息的解壓縮、處理、編碼的方法的國際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG標(biāo)準(zhǔn)包括MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4。對(duì)于MPEG標(biāo)準(zhǔn)中的MPEG-1(ISO/CEI 11172)，其是壓縮多媒體數(shù)據(jù)的最基礎(chǔ)的方法，它通過將統(tǒng)計(jì)特性應(yīng)用到剩余的或已轉(zhuǎn)換的多媒體數(shù)據(jù)而消除或轉(zhuǎn)換被復(fù)制的信息，并壓縮運(yùn)動(dòng)圖像信號(hào)。
MPEG標(biāo)準(zhǔn)使用離散余弦變換(以下稱為“DCT”)和量化來去除空間冗余，使用差分脈碼調(diào)制(DPCM)來去除時(shí)間冗余，此外，還使用了包括游程長(zhǎng)度編碼(RLC)和霍夫曼編碼的熵編碼。
此外，MPEG標(biāo)準(zhǔn)主要包括圖像組(GOP)，該圖像組中的每一個(gè)都是一系列幀。每一個(gè)GOP中都包括一內(nèi)幀(I-frame)，一前向預(yù)測(cè)幀(P-frame)和一雙向預(yù)測(cè)幀(B-frame)。
最近，隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展和移動(dòng)通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，提出了基于壓縮方法的多媒體服務(wù)，因此對(duì)通過多媒體服務(wù)提供的數(shù)據(jù)安全性提出了更高的要求。
也就是說，相應(yīng)的服務(wù)應(yīng)該僅被提供給具有服務(wù)使用權(quán)限的用戶。例如，電影只能被傳送給已經(jīng)支付過某一費(fèi)用的用戶，或者是圖像信息只能被傳送給參與了秘密協(xié)會(huì)的有權(quán)限的用戶。
在1997年作為國際標(biāo)準(zhǔn)算法采用的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(以下稱作“DES”)，通常被用作加密算法。
DES是一種使用對(duì)稱密鑰來處理純文本的塊單元的塊加密算法，通常用于傳送和復(fù)制用來提供安全多媒體服務(wù)的已壓縮多媒體數(shù)據(jù)。
美國專利No.6,021,199，名為“Motion picture data encrypting method andcomputer system and motion picture data encoding/decoding apparatus to whichencrypting method is applied”，公開了一種使用MPEG壓縮方法來加密多媒體數(shù)據(jù)的方法，所述MPEG壓縮方法通過DES利用I-幀的特性來選擇性地加密MPEG數(shù)據(jù)的I-幀，以包括原始圖像信息，由此減少數(shù)據(jù)量。
使用上述MPEG壓縮方法的多媒體數(shù)據(jù)加密過程的實(shí)現(xiàn)如附圖1和附圖2所示。
也就是說，如附圖1所示，一個(gè)8×8塊中的許多值通過DCT和量化處理變?yōu)?。
為了有效處理上述幀數(shù)據(jù)，以z字形順序讀取差分系數(shù)值(以下稱為“DC系數(shù)”)和振幅系數(shù)值(以下稱為“AC系數(shù)”)，例如，按照DC，AC1，AC2，...，AC63的順序，通過熵編碼處理(100)來進(jìn)行壓縮，以及通過DES加密處理(200)來進(jìn)行加密。
另外，如圖2所示，在步驟1，多媒體數(shù)據(jù)發(fā)生器接收從多媒體數(shù)據(jù)接收器發(fā)送的一公共密鑰，并在步驟2產(chǎn)生一個(gè)用來解碼通過多媒體服務(wù)提供的已加密多媒體數(shù)據(jù)的對(duì)稱密鑰，使用來自接收器的公共密鑰加密所產(chǎn)生的對(duì)稱密鑰，并將該對(duì)稱密鑰發(fā)送到所述接收器。
在步驟3，產(chǎn)生器周期性地替換在DES中使用的對(duì)稱密鑰，從而提高數(shù)據(jù)的安全性。
由于加密和解碼過程的復(fù)雜性，根據(jù)DES算法利用共享對(duì)稱密鑰加密MPEG數(shù)據(jù)的方法需要一種用于處理加密和解碼過程的資源。
此外，由于該方法不能提高多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)壓縮率，因而該方法不適合用于提供給無線移動(dòng)終端的實(shí)時(shí)多媒體服務(wù)。
因此，存在一種對(duì)能夠有效處理無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的帶寬資源限制和移動(dòng)終端的計(jì)算資源限制的多媒體安全系統(tǒng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決出現(xiàn)在相關(guān)技術(shù)中的上述問題，提出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，其中在MPEG壓縮過程中根據(jù)一特定密鑰進(jìn)行熵編碼，多媒體數(shù)據(jù)基于被轉(zhuǎn)換的編碼結(jié)果而被加密和壓縮。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，其中應(yīng)用特定的對(duì)稱密鑰來進(jìn)行編碼處理，從而提高數(shù)據(jù)壓縮率。
根據(jù)本發(fā)明的加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法包括以下步驟通過將輸入的多媒體數(shù)據(jù)施加到一DCT單元而產(chǎn)生DCT系數(shù)，并量化所產(chǎn)生的DCT系數(shù)；通過在對(duì)已量化DCT系數(shù)中的已量化DC和AC系數(shù)進(jìn)行熵編碼的時(shí)候，根據(jù)特定加密密鑰加密和壓縮通過轉(zhuǎn)換已編碼DC和AC系數(shù)而轉(zhuǎn)換的DC與AC系數(shù)；使用霍夫曼表對(duì)已加密DC和AC系數(shù)進(jìn)行霍夫曼編碼，并輸出已編碼的DC和AC系數(shù)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的用于加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的設(shè)備包括一DCT單元，用于通過將多媒體數(shù)據(jù)DCT轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)而產(chǎn)生包括AC和DC系數(shù)的DCT系數(shù)；一量化單元，通過使用一個(gè)量化表對(duì)所產(chǎn)生的DCT系數(shù)進(jìn)行量化；一熵加密編碼單元，通過使用特定加密密鑰來熵編碼已量化的AC和DC系數(shù)，從而加密已量化的AC和DC系數(shù)。


通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可以更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他目的，特征和其他優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是一種使用MPEG壓縮方法通過DES加密多媒體數(shù)據(jù)的常規(guī)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是一種應(yīng)用MPEG壓縮方法通過DES加密多媒體數(shù)據(jù)的常規(guī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一種包括加密和壓縮設(shè)備的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6a-6c是根據(jù)本發(fā)明的一原始圖像及其加密和壓縮后的結(jié)果的視圖；以及圖7a-7c是根據(jù)本發(fā)明的另一原始圖像及其加密和壓縮后的結(jié)果的視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。
加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，是基于MPEG-1的H.261運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法實(shí)現(xiàn)的。在MPEG-1的H.261運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法中，定義了用于解釋壓縮過程的術(shù)語的含義以及分層結(jié)構(gòu)。
因而，在解釋加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備時(shí)，那些可能模糊本發(fā)明發(fā)明點(diǎn)的術(shù)語的含義、分層結(jié)構(gòu)和多種參數(shù)的描述將被省略。
此外，在本發(fā)明中，經(jīng)由使用對(duì)稱密鑰通過不同的方法對(duì)DC和AC系數(shù)進(jìn)行加密。如Shi和Bhargava的“An Efficient MPEG Video EncryptionAlgorithm”中提到的，通過一種根據(jù)加密密鑰改變代碼的方法來對(duì)DC系數(shù)進(jìn)行加密。通過一個(gè)另外執(zhí)行有損耗壓縮的方法來對(duì)AC系數(shù)進(jìn)行加密。
加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的設(shè)備將參照?qǐng)D3進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖3所示，本發(fā)明中的加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的設(shè)備包括一DCT單元110，該單元用于通過將輸入的多媒體數(shù)據(jù)DCT轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)，從而產(chǎn)生包括AC和DC系數(shù)的DCT系數(shù)；一量化單元150，用于通過使用量化表130量化所產(chǎn)生的DCT系數(shù)；以及一熵加密編碼單元170，通過使用特定加密密鑰對(duì)已量化的AC和DC系數(shù)進(jìn)行熵編碼，從而加密已量化AC和DC系數(shù)。
熵加密編碼單元170包括一DPCM單元171，用于脈沖調(diào)制DCT系數(shù)的已量化DC系數(shù)；一RLC單元173，以Z字形運(yùn)行方式掃描DCT系數(shù)的已量化AC系數(shù)；一加密單元175，該單元使用從DPCM單元171和RLC單元173得到的每一個(gè)DC和AC系數(shù)的可變長(zhǎng)碼(VLC)和可變長(zhǎng)整數(shù)(VLI)，來加密DC和AC系數(shù)；以及一霍夫曼編碼單元179，使用霍夫曼表177對(duì)已加密DC和AC系數(shù)進(jìn)行霍夫曼編碼。
使用上述設(shè)備進(jìn)行加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法包括以下步驟通過將輸入的多媒體數(shù)據(jù)施加到DCT單元110，從而產(chǎn)生一個(gè)DCT系數(shù)，并量化所產(chǎn)生的DCT系數(shù)；在對(duì)已量化的DCT系數(shù)的已量化DC和AC系數(shù)進(jìn)行熵編碼的時(shí)候，通過根據(jù)特定加密密鑰轉(zhuǎn)換的已編碼DC與AC系數(shù)，來加密和壓縮DC與AC系數(shù)；以及使用霍夫曼表177對(duì)已加密DC和AC系數(shù)進(jìn)行霍夫曼編碼，并輸出已編碼DC和AC系數(shù)。
加密與壓縮DC和AC系數(shù)的步驟包括以下步驟對(duì)已量化DC系數(shù)進(jìn)行差分脈碼調(diào)制，并執(zhí)行已量化AC系數(shù)的RLC；使用通過DPCM和RLC獲得的每個(gè)DC和AC系數(shù)的可變長(zhǎng)信息(即，VLC和VLI)，來確定AC和DC系數(shù)的加密密鑰以及顯示該加密密鑰起始位的隨機(jī)常數(shù)r；并使用所確定的加密密鑰加密AC和DC系數(shù)。
加密DC系數(shù)的步驟包括以下步驟確定在所確定DC系數(shù)加密密鑰中的第r位的值是否為“1”；以及當(dāng)所確定的結(jié)果為“1”時(shí)，通過執(zhí)行DC系數(shù)的VLC與11111111之間的異或邏輯操作(exclusive logical sum operation)，來轉(zhuǎn)換DC系數(shù)。
加密AC系數(shù)的步驟包括以下步驟確定在所確定AC系數(shù)加密密鑰中的第r位的值是否為“1”；當(dāng)所確定的結(jié)果為“1”時(shí)，將AC系數(shù)的VLI向右移位；通過對(duì)右移后的VLI使用霍夫曼表來確定AC系數(shù)的VLC；以及使用所確定的VLC和VLI轉(zhuǎn)換AC系數(shù)。
所述加密密鑰包括兩個(gè)對(duì)稱密鑰，該對(duì)稱密鑰分別為AC系數(shù)和DC系數(shù)的VLC。因此，對(duì)DC和AC系數(shù)所進(jìn)行的熵編碼是基于每一個(gè)DC和AC系數(shù)的VLC的，且可變的編碼結(jié)果被壓縮成僅能用VLC解碼。
參照附圖將詳細(xì)描述加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法的一個(gè)實(shí)施例。
例如，表1示出了按照Z字形順序排列的向量矩陣(DC，AC1，AC2，......，AC63)。
表13000000000000000070000000000000000000000000000000000000000000000表2DIFF(k)值的范圍位長(zhǎng)(m) 霍夫曼碼
0 0 00-1，1 1 010-3，-2，2，3 2 011-7，...，-4，4，...，73 100...
-255，...，-128，128，...，2558 1111110使用DC系數(shù)和AC系數(shù)以Z字形順序掃描一個(gè)8×8塊。DC系數(shù)被編碼為一個(gè)VLC和一個(gè)VLI，該VLC指示了利用霍夫曼表表示DC系數(shù)的最小位長(zhǎng)，該VLI指示了一個(gè)對(duì)應(yīng)于DC系數(shù)中的VLC的位。
在本實(shí)施例中，由于DC系數(shù)是“3”，參照表2(用于DC系數(shù)的霍夫曼編碼)，表示為“3”的最小位長(zhǎng)被確定為“2”。
因此，DC系數(shù)的VLC為2(011)，并且指示與VLC的位長(zhǎng)“2”相對(duì)應(yīng)的位的VLI，則從表示DC系數(shù)“3”的011的最低有效位變?yōu)?1。
此外，包括VLC和VLI的DC系數(shù)的熵編碼結(jié)果為01111。
AC系數(shù)是一系列的比特流，其中使用RLC而壓縮“0”重復(fù)的次數(shù)I和表示非零數(shù)目的位長(zhǎng)m。根據(jù)本發(fā)明，參照表3(AC系數(shù)數(shù)量級(jí)的位長(zhǎng)表)，重復(fù)的次數(shù)I為“7”，表示非零數(shù)目“7”的位長(zhǎng)m為“3”。
表3位長(zhǎng) AC值的范圍0 01 -1，12 -3，-2，2，33 -7，...，-4，4，...，74 -15，...，-8，8，...，15...
10-1023，...，-512，512，...，1023表4Run/Level位 VLC7/1 8 11111010
7/212 111111110117/316 111111111101011107/416 111111111101011117/516 111111111101100007/616 111111111101100017/716 111111111101100107/816 111111111101100117/916 111111111101101007/A16 11111111110110101因此，如果通過表4(典型AC霍夫曼編碼表)確定與(7，3)相對(duì)應(yīng)的VLC，則AC系數(shù)的VLC為11111111110101110。
由于用于表示VLC中的“7”的指示了位長(zhǎng)3的VLI是110，含有VLC和VLI的AC系數(shù)的熵編碼結(jié)果為11111111110101110110。
也就是說，根據(jù)該過程，如果每一個(gè)DC系數(shù)和AC系數(shù)的VLC和VLI是由熵加密編碼單元170中的DPCM單元171與RLC單元173產(chǎn)生的，則使用所述VLC和VLI來實(shí)現(xiàn)加密和壓縮處理。
以下參照?qǐng)D4，描述使用每一個(gè)DC系數(shù)和AC系數(shù)的VLC和VLI進(jìn)行的加密和壓縮處理。
如圖4所示，在步驟S1，通過分別執(zhí)行已量化DC與AC系數(shù)的DPCM和RLC，來產(chǎn)生每一個(gè)DC系數(shù)和AC系數(shù)的VLC和VLI，以及應(yīng)用所產(chǎn)生的每一個(gè)DC系數(shù)和AC系數(shù)的VLC和VLI，確定一個(gè)加密密鑰(以下稱為“第一和第二對(duì)稱密鑰”)和一個(gè)表示第一或第二對(duì)稱密鑰2的起始位的隨機(jī)常數(shù)r。該第一和第二對(duì)稱密鑰由DC和AC系數(shù)的VLC確定，且密鑰1被定義為DC系數(shù)的VLC，密鑰2被定義為AC系數(shù)的VLC。
若確定了第一和第二對(duì)稱密鑰以及隨機(jī)常數(shù)，則在步驟S2確定是否有一個(gè)與DC系數(shù)相對(duì)應(yīng)的密鑰。
如果步驟S2所確定的結(jié)果是一密鑰與DC系數(shù)相對(duì)應(yīng)，則在步驟S3，確定與在第一對(duì)稱密鑰中所指定隨機(jī)常數(shù)相對(duì)應(yīng)的位值是否為“1”。如果該位的值是“1”，則在步驟4，執(zhí)行DC系數(shù)的VLI和11111111之間的異或邏輯(XOR)操作。
在步驟S5，根據(jù)與11111111進(jìn)行了XOR操作而改變的VLI的值，對(duì)已編碼DC系數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
也就是說，如果以該隨機(jī)常數(shù)是“2”為例，并將其應(yīng)用到本實(shí)施例中，且VLC為011以及VLI為11的DC系數(shù)中的VLI的第二位的值為“1”，則與11111111進(jìn)行XOR操作的結(jié)果為11111100。
在XOR操作結(jié)果中，由從相應(yīng)VLC的位長(zhǎng)“2”中提取一位構(gòu)成的VLI變?yōu)?0。
因此，通過可變VLI，已編碼DC系數(shù)轉(zhuǎn)換為01100。
如果步驟S2所確定的結(jié)果是一密鑰與DC系數(shù)不對(duì)應(yīng)，則在步驟S6中，確定與在第二對(duì)稱密鑰中所指定隨機(jī)常數(shù)相對(duì)應(yīng)的位值是否為“1”。如果該位的值為“1”，則在步驟S7右移AC系數(shù)的VLI。
在步驟S8，根據(jù)經(jīng)過右移而改變的VLI的值，對(duì)已編碼AC系數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
也就是說，根據(jù)該實(shí)施例，由于在VLC為11111111110101110和VLI為110的AC系數(shù)中，VLI的第二位為“1”，如果VLI右移，則VLI變?yōu)?11。
由于作為步驟S8的結(jié)果，VLI為3(011)，因而可將用于表示“3”的最小位長(zhǎng)“2”應(yīng)用于AC系數(shù)，從而使AC系數(shù)由(7，3)轉(zhuǎn)換為(7，2)。
因此，如果使用表4來尋找對(duì)應(yīng)于(7，2)的VLC，該VLC應(yīng)為111111110111，且通過提取與VLC的位長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的一位所構(gòu)成的VLI為11。
由可變VLI轉(zhuǎn)換的已編碼AC系數(shù)為1111111011111。
如上所述，壓縮過的AC和DC系數(shù)被加密，從而使其只能由用作加密密鑰的第一和第二對(duì)稱密鑰進(jìn)行解碼。
如圖5所示，如果通過所述過程，確定了第一和第二對(duì)稱密鑰，并且將多媒體數(shù)據(jù)加密并壓縮，所述多媒體數(shù)據(jù)發(fā)生器從多媒體數(shù)據(jù)接收器B接收一個(gè)公共密鑰，通過多媒體數(shù)據(jù)接收器B的公共密鑰，對(duì)第一和第二對(duì)稱密鑰加密并將其發(fā)送給所述接收器。
多媒體數(shù)據(jù)接收器，使用其自帶的私有密鑰對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，從而使得通過多媒體服務(wù)提供的已壓縮多媒體數(shù)據(jù)得到解碼。
也就是說，由于多媒體數(shù)據(jù)是依賴于第一和第二對(duì)稱密鑰以及隨機(jī)常數(shù)r進(jìn)行編碼的，因此如果用戶不知道所述第一和第二對(duì)稱密鑰，將無法對(duì)所述多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和復(fù)制，從而確保了多媒體數(shù)據(jù)的安全性。
多媒體數(shù)據(jù)發(fā)生器周期性地改變第一和第二對(duì)稱密鑰以及隨機(jī)常數(shù)r，以提高多媒體數(shù)據(jù)的安全性。隨機(jī)常數(shù)的改變要比第一和第二對(duì)稱密鑰的改變更頻繁，因此，改變第一和第二對(duì)稱密鑰的時(shí)間間隔T，要長(zhǎng)于改變隨機(jī)常數(shù)r的時(shí)間間隔t。
此外，通過根據(jù)本發(fā)明的上述加密和壓縮過程，減少了AC系數(shù)的比特流，并提高了數(shù)據(jù)壓縮率。在本發(fā)明中，通過使用第二對(duì)稱密鑰的上述編碼過程，將AC系數(shù)由(7，3)轉(zhuǎn)換為(7，2)，從而使得AC系數(shù)減少了5位。
因此，當(dāng)把8×8塊作為一幀中一片層的一宏塊的部分時(shí)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)圖像文件能夠獲得所期望的壓縮效果。
參照?qǐng)D6a-6c和7a-7c將描述上述加密和壓縮結(jié)果。圖6a和圖7a示出了原始圖像，圖6b和圖7b示出了原始圖像的加密和壓縮的結(jié)果。
圖6c和圖7c示出了根據(jù)本發(fā)明使用第一和第二對(duì)稱密鑰所形成的加密和壓縮圖像的解碼結(jié)果。
如圖6c和圖7c所示，根據(jù)本發(fā)明，可以通過簡(jiǎn)單的操作，諸如XOR操作和右移，來獲得有效的編碼和解碼結(jié)果。
此外，表5給出了一個(gè)常規(guī)的數(shù)據(jù)壓縮率與圖6a-6c和7a-7c中示出的本發(fā)明的加密和壓縮數(shù)據(jù)結(jié)果的數(shù)據(jù)壓縮率相對(duì)比的列表。
通過表5證實(shí)，采用本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮率，相對(duì)于常規(guī)的數(shù)據(jù)壓縮率將有顯著的提高。
表5圖6a至6c圖7a至7c壓縮率 大小 壓縮率 大小MPEG標(biāo)準(zhǔn) 81∶1 31231 40∶1 174387(字節(jié))本發(fā)明118∶1 21455 52∶1 133968表6描述了計(jì)算相應(yīng)的幀所需要的花費(fèi)。在圖6a-6c的情況下，與MPEG標(biāo)準(zhǔn)的壓縮方法相比，多用了0.05746秒，因此表6中示出了其1.32％的花費(fèi)。在圖7a-7c的情況下，與MPEG標(biāo)準(zhǔn)的壓縮方法相比，多用了0.039373秒，因此表6中示出了其0.88％的花費(fèi)。
通過該結(jié)果可以意識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明所產(chǎn)生的花費(fèi)是一個(gè)可忽略的較小值。
表6

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于使用了依賴于一特定加密密鑰所改變的熵編碼結(jié)果，對(duì)輸入的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，因而加密和解碼過程并不復(fù)雜，因此本發(fā)明適合用于移動(dòng)終端的多媒體服務(wù)并且數(shù)據(jù)壓縮率高，從而在無線通信中的多媒體處理也是有效的。
雖然本發(fā)明公開了解釋發(fā)明目的的典型實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求書公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，將能夠理解多種修改、增加和替換的可能。
權(quán)利要求
1.一種加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法，包括步驟通過將輸入的多媒體數(shù)據(jù)施加到一離散余弦變換單元，從而產(chǎn)生離散余弦變換系數(shù)，并量化所產(chǎn)生的離散余弦變換系數(shù)；通過在對(duì)已量化離散余弦變換系數(shù)中的已量化差分系數(shù)(DC系數(shù))和振幅系數(shù)(AC系數(shù))進(jìn)行熵編碼時(shí)，基于特定加密密鑰轉(zhuǎn)換已編碼數(shù)據(jù)，來加密和壓縮已轉(zhuǎn)換DC與已轉(zhuǎn)換AC系數(shù)；以及使用霍夫曼表對(duì)已加密DC和AC系數(shù)進(jìn)行霍夫曼編碼，并輸出已編碼DC和AC系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中加密和壓縮DC與AC系數(shù)的步驟包括步驟執(zhí)行已量化DC系數(shù)的差分脈碼調(diào)制(DPCM)和已量化AC系數(shù)的游程長(zhǎng)度編碼(RLC)；使用通過DPCM和RLC獲得的每個(gè)DC和AC系數(shù)的、包括可變長(zhǎng)碼(VLC)和可變長(zhǎng)整數(shù)(VLI)的可變長(zhǎng)信息，來確定AC和DC系數(shù)的加密密鑰以及指示該加密密鑰起始位的隨機(jī)常數(shù)r；以及使用所確定的加密密鑰來加密AC和DC系數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加密AC和DC系數(shù)的步驟包括步驟確定在所確定DC系數(shù)的加密密鑰中，第r位的值是否為“1”；以及若所確定的值為“1”時(shí)，通過在DC系數(shù)的VLC和11111111之間進(jìn)行異或操作，來轉(zhuǎn)換該DC系數(shù)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中加密AC和DC系數(shù)的步驟包括步驟確定在所確定AC系數(shù)的加密密鑰中，第r位的值是否為“1”；若所確定的值為“1”時(shí)，將AC系數(shù)的VLI向右移位；應(yīng)用霍夫曼表，通過右移后的VLI，確定AC系數(shù)的VLC；以及使用所確定的VLC和VLI轉(zhuǎn)換AC系數(shù)。
5.如權(quán)利要求1至4任一所述的方法，其中所述加密密鑰包括第一和第二對(duì)稱密鑰，且所述對(duì)稱密鑰分別為AC和DC系數(shù)的VLC。
6.一種加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的設(shè)備，包括一離散余弦變換單元，用于通過將輸入的多媒體數(shù)據(jù)離散余弦變換轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)，從而產(chǎn)生包括AC和DC系數(shù)的離散余弦變換系數(shù)；一量化單元，用于通過使用量化表量化所產(chǎn)生的離散余弦變換系數(shù)；以及一熵加密編碼單元，用于通過使用特定加密密鑰對(duì)已量化AC和DC系數(shù)進(jìn)行熵編碼，來加密該已量化AC和DC系數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述熵加密編碼單元包括一DPCM單元，用于脈沖調(diào)制離散余弦變換系數(shù)中的已量化DC系數(shù)；一RLC單元，用于以Z字形運(yùn)行方式掃描離散余弦變換系數(shù)中的已量化AC系數(shù)；一加密單元，用于使用從DPCM單元和RLC單元中得到的每一個(gè)DC和AC系數(shù)的VLC和VLI，來加密DC和AC系數(shù)；以及一霍夫曼編碼單元，用于通過使用霍夫曼表，對(duì)已加密DC和AC系數(shù)進(jìn)行霍夫曼編碼。
全文摘要
在此公開了一種加密和壓縮多媒體數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，其通過在壓縮多媒體數(shù)據(jù)來記錄和傳送該多媒體數(shù)據(jù)的過程中，使用一加密密鑰來轉(zhuǎn)換和壓縮多媒體數(shù)據(jù)，并且加密所述多媒體數(shù)據(jù)，以使得只能使用所述加密密鑰對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。該方法包括通過將輸入的多媒體數(shù)據(jù)施加到DCT單元，以產(chǎn)生離散余弦變換(DCT)系數(shù)，并量化該DCT系數(shù)；在熵編碼已量化DCT系數(shù)的已量化DC和AC系數(shù)時(shí)，通過使用特定加密密鑰轉(zhuǎn)換已編碼DC和AC系數(shù)，并加密和壓縮已轉(zhuǎn)換的差分系數(shù)(DC系數(shù))與振幅系數(shù)(AC系數(shù))；對(duì)已加密DC和AC系數(shù)進(jìn)行霍夫曼編碼，并輸出已編碼DC和AC系數(shù)。該方法是一種適合于處理無線通信中多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)壓縮方法。
文檔編號(hào)H04N7/30GK1520185SQ20031011472
公開日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月21日
發(fā)明者趙晟娟, 文炳人 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社