관심영역 암호화 시 발생하는 H.264 영상의 비트레이트 오버헤드 최소화 방법 연구

Vol. 28, No. 2, pp. 311-325, 4월. 2018
10.13089/JKIISC.2018.28.2.311, Full Text:
Keywords: H.264/AVC, Privacy Protection, ROI Encryption, Drift of Video, Minimization of Bit-Rate Overhead
Abstract

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 및보상의 특성상 연속적으로 각 프레임마다 불필요하게 참조하여 드리프트를 발생시켰다. 드리프트를 완화하기 위해암호화가 된 I픽처를 특정 주기로 재삽입하는 최신 관련연구의 방법은 추가 연산량 증가로 이어져 영상 전체의 비트레이트 오버헤드가 증가하는 요인이 된다. 따라서 움직임 예측 및 보상 단계에서 각 프레임마다 암호화가 될 관심영역에서의 Block과 Frame의 참조 탐색 범위를 제한하고, 암호화가 되지 않을 비관심영역에서의 참조 탐색 범위는정상적인 인코딩 효율을 유지하기 위해 제한하지 않는다. 이와 같이 특정 참조 탐색 범위가 제한된 영상 인코딩을한 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 연구의제안 방법을 각각 구현한 후, 실험 결과들을 비교·분석하였다. 최신 관련연구 방법과 다르게 제안방법을 통해 시간상드리프트를 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.

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Cite this article
[IEEE Style]
D. Son, J. Kim, C. Ji, K. Kim, K. Kim and M. Hong, "A Study on the Method of Minimizing the Bit-Rate Overhead of H.264 Video when Encrypting the Region of Interest," Journal of The Korea Institute of Information Security and Cryptology, vol. 28, no. 2, pp. 311-325, 2018. DOI: 10.13089/JKIISC.2018.28.2.311.

[ACM Style]
Dongyeol Son, Jimin Kim, Cheongmin Ji, Kangseok Kim, Kihyung Kim, and Manpyo Hong. 2018. A Study on the Method of Minimizing the Bit-Rate Overhead of H.264 Video when Encrypting the Region of Interest. Journal of The Korea Institute of Information Security and Cryptology, 28, 2, (2018), 311-325. DOI: 10.13089/JKIISC.2018.28.2.311.