具体实施方式

实施例一

如图1所示，本申请提出一种实时视频敏感信息保护方法，包括如下步骤：

S1.采集实时视频流作为原始数据；

S2.分离视频流，等间隔分隔视频流，采用检测算法提取每段视频流中预设的前景流，前景流通过可逆算法隐藏其中的隐私和敏感信息，可逆算法通过对应时间间隔内生成的公钥进行指代，即针对视频流的播放时长，根据预设条件、时间戳、硬件信息等通过非对称加密算法，以一定的时间间隔生成多个公钥或秘钥对，公钥用于对前景流加密，秘钥用于对前景流解密，且不同时间段内公钥对应的可逆算法不同，即对于从整段视频流中提取的前景流，分时间段的采用多种可逆算法进行加密，提高前景流的破解难度。

检测算法包括目标检测、模板匹配算法，可逆算法包括置乱算法和密码本翻译算法，置乱算法通过图像拆分、数据扩展及图像组合进行数据加密。

步骤S2中，置乱算法中加密时采用h_Arnold算法，伪代码如下：

disordered_Mat＝h_Arnold(Mat)，

其中，Mat为原视频中框取出的彩色的敏感信息矩形图像，disordered_Mat为加密后的图像；

加密时具体包括如下步骤：

S21.把彩色的敏感信息矩形图像根据RGB通道拆分成独立的三个IxJx1图像，分别进行处理；

S22.采用数据扩展方法，将IxJx1的图像转化为具有特定形状的NxNx1图像，具体为：计算能容纳一个图像的最小边长为N的正方形，计算公式为：

N＝Ceil(Sqrt(IxJx1))，

其中，Ceil为向上取整，则NxNx1>＝IxJx1，申请一个NxN的空间，把IxJ个数据复制进去，若有剩余的空间则使用0填充；

S23.把3个NxNx1置乱图像组合成一个NxNx3的图像输出。

S3.采用不可逆算法对视频流中的敏感信息进行抹除，获取背景流，所述不可逆算法包括马赛克方法、色块覆盖方法和毛玻璃效果，马赛克方法通过步骤S2中的检测算法检测出的敏感信息框的大小和预设马赛克块数量，重新计算马赛克块尺寸。

传统马赛克方法中马赛克块大小固定，若马赛克块过大而隐私目标较小时，会覆盖人脸框之外的信息，影响视频观感；若马赛克块过小而人脸框过大时，敏感信息暴露过多，无法起到隐私保护的目的。

步骤S3中，马赛克方法具体包括：针对人脸框，通过目标检测算法检测并计算出人脸框的面积和人脸框内预设马赛克块的数量，计算单个马赛克块的尺寸，具体计算公式为：L＝Sqrt(PxQ/K)，其中，隐私目标大小为PxQ，即人脸框大小为PxQ，预设马赛克块数量为K，Sqrt为开根号。

如图3所示，传统色块覆盖法直接用一块矩形纯色块覆盖敏感区域，视频观感较差。本申请中色块覆盖方法采用颜色过渡色块代替纯色块。

步骤S3中，色块覆盖方法采用高斯模型生成一个颜色由中心向边缘递减且适应人体脸型的的高斯色块，用于在不影响隐私保护的基础上，改善处理后视频的观感，具体包括：高斯色块基于高斯函数f(x)＝ae^-(x-b)/2c*c生成，其中，x为自变量，a为固定整数值，即a＝255，b为视频流中敏感信息区域的中点，即人脸框的中点，c根据人脸框对角线长短计算得出，生成的高斯色块中心区域的值趋近于255，周围值逐渐降低，将高斯色块与视频流中的敏感区域进行叠加，即可得到抹除敏感信息的背景流。

S4.原始视频流复原，采用对应间隔生成的秘钥指代的可逆算法对前景流解密，复合背景流后生成原始视频流。

步骤S4中，置乱算法中解密时采用deh_Arnold算法，伪代码如下：

recovered_Mat＝deh_Arnold(disordered_Mat)

其中：recovered_Mat为恢复后的敏感信息矩形图像，disordered_Mat为加密后的图像；

解密时具体包括如下步骤：

S41.把加密的图像拆分成独立的三个NxNx1图像；

S42.对NxNx1图像进行解密；

S43.从解密后的NxNx1图像中复制出IxJ个数据至IxJx1图像中，最后把3个IxJx1图像组合成一个IxJx3图像输出，即为解密后的图像。

如图2所示，基于上述的实时视频敏感信息保护方法，本申请还提出一种使用上述实时视频敏感信息保护方法的保护系统，包括：

实时视频采集设备，用于采集实时视频流，实时视频采集设备包括监控摄像头、摄像机模组。

秘钥对生成设备，用于根据预设条件、时间戳、硬件信息通过非对称加密算法，以一定的时间间隔生成多个公钥或秘钥对。

秘钥存储设备，电性连接秘钥对生成设备，用于存储由秘钥对生成设备生成的秘钥文件，且用于原始视频流复原时对加密后的前景流解密。

视频处理设备，电性连接实时视频采集设备和秘钥存储设备，用于将实时视频流分离为前景流和背景流，并对前景流采用可逆算法根据秘钥生成设备生成的公钥，进行参数、模式选择或使用公钥对前景流进行可逆加密，隐藏隐私或敏感信息，对背景流采用不可逆算法去除隐私或敏感信息。

还包括视频播放客户端，当需要播放原始视频流时，访问加密服务器获取与要播放视频对应时间生成的秘钥文件，对加密的前景流进行解密，复合背景流后，生成原始视频流进行播放。

还包括均连接视频处理设备和视频播放客户端的背景视频存储设备和前景视频存储设备，前景视频存储设备还连接秘钥存储设备，前景视频存储设备用于存储公钥指代的可逆算法处理视频流后的前景流，背景视频存储设备用于存储采用不可逆算法处理视频流后的背景流，用于为视频播放客户端提供视频数据。

实施例二

本实施例与实施例一的区别之处在于：前景流采用的可逆算法采用密码本翻译算法，使用公钥对前景流进行密码本翻译加密，处理后的前景流存储于前景视频存储设备。本实施例的其它技术特征与工作原理均与实施例一相同。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。