12、彩色图像选择性加密技术解析

彩色图像选择性加密技术解析

1. 引言

在当今数字化时代，多媒体数据的安全与隐私保护至关重要。数字版权管理（DRM）系统旨在保障多媒体所有者的权益，同时确保其合法高效使用。其中，视频监控场景下的图像隐私保护成为公众关注的焦点。此前，虽有多种彩色图像加密方法被提出，如基于分形配对编码、时空混沌系统、视觉密码学等，但这些方法在图像隐私保护的实际应用中效率欠佳，未能有效解决技术难题。

多媒体数据根据应用需求可采用全加密或选择性加密（SE）。军事和执法等应用通常需要全加密，而众多应用仅需较低级别的安全保障，SE 应运而生。SE 的目标一是仅加密图像特定区域的感兴趣区域（ROI），二是加密特定范围的参数或系数，如较高频率的频谱。SE 可用于处理和传输监控摄像头采集的彩色图像，在实时可视化需求下，全加密并非必要，且 SE 能减少加密数据量，降低计算时间，适用于无线和便携式多媒体系统。

JPEG 是广泛应用于安全和工业领域的图像压缩算法，如数码相机、便携式电话等设备。研究表明，SE 可嵌入 JPEG、JPEG 2000、MJPEG 或 MPEG 等标准编码算法，同时保持比特流合规性。本文将介绍一种基于可变长度编码（VLC）的 JPEG 压缩彩色图像序列的 SE 新方法，该方法改进了以往的技术，通过在 JPEG 算法的霍夫曼编码阶段加密选定比特，结合皮肤检测程序选择包含人脸的图像块，使用高级加密标准（AES）的密码反馈（CFB）模式进行加密，以保护监控场景下的个人隐私。

2. JPEG 压缩图像加密系统描述

对于低功耗系统（如无线设备），机密性至关重要。在处理图像时，应尽量减少资源使用。传统密码算法在商业低功耗系统的图像和视频处理中速度较慢，而 SE