视频局部区域加密技术通过对包含关键视觉信息的局部区域(如涉及个人隐私信息的区域)进行加密,实现视频内容安全保护。非授权用户仍然能够用通用的解码器观看加密后的视频,但是加密区域混乱不可见。只有授权用户通过合法的密钥才能完全恢复原始视频。相比传统的视频整帧加密技术,视频局部区域加密具有的场景可理解性使其能够更好地满足监控视频隐私保护等新兴应用的需求,具有重要的研究意义。　　 视频局部区域加密要求加密视频具有场景可理解性,区别于传统的整帧加密,由此产生了新的问题。　　 首先,视频局部区域加密需要进行加密区域的提取,而传统的提取方法由于计算复杂度高、速度慢,难以满足视频实时加密的需求;　　 第二,视频加密一般与编码相结合,由于加密区域数据的改变,将导致非加密区域数据的预测误差。因此,在视频局部区域加密过程中需要采取措施抑制误差漂移,将加密限制在局部区域内部。而这些措施将对视频的编码效率产生较大影响,降低编码效率;　　 第三,将传统的整帧加密方法应用于局部区域后,由于加密的数据量减少,密码破译空间相应减小,安全性降低。此外,视频局部区域加密过程中,加密区域提取、抑制误差漂移及加密三个主要步骤相互联系,相互影响,如何将三者有机结合,也是一个关键的问题。　　 为了解决上述问题,本文首先建立了一个高效的视频局部区域加密框架,将视频局部区域加密过程中三个主要步骤与视频编码过程融合,并对其中的关键问题进行较为深入的研究,统筹考虑加密区域提取、抑制误差漂移和加密三者相结合的情况下对处理速度、编码效率和安全性的影响,取得了如下的研究成果:　　 1.高效的视频局部区域加密框架　　 在视频局部区域加密过程中,局部加密区域提取、抑制误差漂移及加密分别与视频编码相互联系,加密区域与非加密区域之间在过程中互相影响。因此,如何将三者有机结合,建立高效的视频局部区域加密框架,这是传统的视频加密从未面临过的问题。针对该问题,本文首先构建了一个高效的视频局部区域加密框架。该框架统筹考虑了加密区域提取、抑制误差漂移和加密三者相结合的情况下对处理速度、编码效率和安全性的影响,使得三者与视频编码高效融合。　　 2.融合编码信息的运动物体提取方法　　 局部加密区域的快速准确检测是视频局部区域加密的前提和基础。对视频来讲,运动物体包含着视频中重要的信息,对保护视频内容安全起着重要作用,对其进行保护能够很好地满足视频监控等应用的需求,因此,本文主要以运动物体作为视频局部区域加密的研究对象。为了提高速度,本文综合研究了运动物体提取与视频编码过程,针对背景静止视频,提出了一种融合编码信息的运动物体提取方法。该方法利用视频编码过程中产生的信息进行运动检测,避免了重复计算,可快速准确地提取出运动物体。实验结果表明:与主流的像素域提取方法(Improved GMM)及压缩域运动物体提取方法相比,该方法在保证提取准确度的条件下,提取速度分别是原有方法的27.393倍和3.606倍。　　 3.预测受限的误差漂移抑制方法　　 与编码结合的视频局部区域加密中存在的一个关键问题是非授权解码端的误差漂移。误差漂移是指在视频局部区域加密过程中,由于编码端和非授权解码端参考数据不一致引起的非加密区域的解码误差。误差漂移将使整个视频场景无法辨识,因此必须采取措施对其进行有效的抑制。现有的误差漂移抑制方法由于禁止了相关编码宏块之间的数据参考,使编码效率显著降低。为了提高编码效率,本文提出了一种预测受限的方法,有效地抑制误差漂移。该方法通过精心设计未加密宏块的帧内预测候选模式和帧间预测过程,充分利用未加密数据进行预测编码,提高了编码效率。在具有不同运动特性的基准序列上进行测试,本文方法与已有方法相比,相同编码质量下,码率平均节省约34.24%。　　 4.基于压缩感知的视频加密方法　　 将现有的视频加密方法应用于局部区域后,由于加密的数据量减小,导致密码破译空间减小,加密的安全性随之降低。为了提高安全性,本文提出了一种基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)的视频加密方法。该方法基于压缩感知理论,利用视频编码过程中变换系数内在稀疏性的特点,采用密钥控制的混沌系统对加密区域相关的编码系数进行加密。实验结果表明:在提高编码效率的同时,本方法与安全性较高的系数位置随机置乱加密方法相比,安全性显著提高。