관심영역 암호화 시 발생하는 H.264 영상의 비트레이트 오버헤드 최소화 방법 연구
A Study on the Method of Minimizing the Bit-Rate Overhead of H.264 Video when Encrypting the Region of Interest
- 주제(키워드) H.264/AVC-MPEG , Privacy Protection , ROI Encryption , Drift of Video , Minimization of Bit-Rate Overhead
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김기형
- 발행년도 2018
- 학위수여년월 2018. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 지식정보공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000027257
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
H.264/AVC-MPEG의 JM v10.2 코드 기반에서 QCIF (176x144) 해상도를 가지는 News 샘플 영상을 사용하여 실험을 하였다. 암호화를 하게 될 관심영역(Region of Interest, ROI)이 H.264 표준의 움직임 예측 및 보상의 특성상 연속적으로 각 프레임마다 불필요하게 참조되는데, 이는 연산량 증가로 이어져 영상 전체의 비트레이트 오버헤드가 증가되는 요인이 된다. 따라서 움직임 예측 및 보상 단계에서 각 프레임마다 암호화될 관심영역에서의 Block과 Frame의 참조 탐색 범위를 제한하고, 암호화가 되지 않을 비관심영역에서의 참조 탐색 범위는 정상적인 인코딩 효율을 유지하기 위해 제한하지 않는다. 이와 같이 특정 참조 탐색 범위가 제한된 영상 인코딩을 한 후, 영상 속 개인정보 보호를 위해 얼굴과 같이 개인 식별이 가능한 관심영역에 대해 RC4 비트스트림 암호화 하는 방법을 제안한다. 그리고 동일한 환경의 조건에서 암호화되지 않은 원본 영상과 최신 관련연구 방법과 본 연구의 제안 방법을 각각 구현한 후, 실험 결과들을 비교·분석하였다. 최신 관련연구 방법과 다른 제안방법을 통해 시간상 드리프트를 완화하면서, 제안방법이 적용된 영상 전체의 비트레이트 오버헤드가 원본 영상보다 2.35% 증가되고 최신 관련연구 방법보다 14.93% 감소되었다. 이와 같이 향상된 결과는 본 연구의 실험을 통해 입증하였다.
more목차
제 1 장 서 론·····1
제 2 장 이론적 배경·····3
제 1 절 H.264 비트스트림 구조·····3
제 2 절 H.264 비디오 부호기(인코더) 구조·····6
제 3 절 H.264 비디오 복호기(디코더) 구조·····8
제 4 절 드리프트 (Drift)·····9
제 1 항 공간상/시간상 드리프트 (Spatial/Temporal Drift)·····9
제 2 항 시간상 드리프트 (Temporal Drift)·····10
제 3 장 관련 연구·····11
제 1 절 관심영역(ROI) 암호화·····11
제 2 절 시간상 드리프트 해결 방법·····12
제 1 항 암호화된 IDR픽처의 특정 주기 재삽입·····12
제 3 절 관련 연구의 Bit-rate Overhead 결과·····14
제 4 장 제안 방법·····16
제 1 절 제안하는 실시간 영상 스트리밍 전송 시나리오·····16
제 2 절 관심영역 암호화 이후 드리프트(공간상, 시간상)·····17
제 3 절 FMO 적용 이후 공간상 드리프트 완화 재구현·····18
제 4 절 ‘H.264 영상 개인정보 보호’ 전체 시스템 구조도·····20
제 1 항 인코더 구조·····21
제 2 항 암호화 구조·····22
제 3 항 디코더 구조·····22
제 5 절 제안하는 시간상 드리프트 완화 방법·····23
제 5 장 제안 방법의 실험결과·····25
제 1 절 각각의 실험 방법에 따른 드리프트 결과·····25
제 2 절 PSNR(국제표준 화질척도 기준) 결과·····28
제 3 절 영상 전체의 비트레이트 오버헤드 결과·····31
제 6 장 결론 및 향후 연구·····33
참고문헌·····35
Abstract·····37
