基于5G技术的短信加密方法及系统与流程

本发明涉及通信加密，具体涉及基于5g技术的短信加密方法及系统。

背景技术：

1、随着移动互联网和物联网的快速发展，数据安全和隐私保护变得尤为重要。特别是在视频短信、视频通信等多媒体通信领域，视频短信数据的安全性和保密性需求日益增长。5g作为最新的通信技术，具有高速率、低时延、大连接数等特点，基于5g技术的各种通信方式正在全球范围内迅速推广和应用。在通信方式如此便捷且迅速的当今社会，视频短信数据的安全性的需求性和保密性更加重要。

2、传统的视频短信数据的加密策略为选择性加密，对视频短信数据进行选择性加密是基于视频ipb帧结构进行视频数据加密，这其中最有代表性的一种加密方法是仅仅加密帧结构中的i帧。仅仅加密帧结构中的i帧，是因为i帧在视频编码中扮演着关键角色，它们包含了帧间编码所需的全部信息，能够独立解码出完整的画面。但是仅仅加密ipb结构帧中的i帧，而不进行帧间信息的加密分析，则无法根据帧间信息的情况对视频短信数据进行不同等级的加密，会存在破解难度较低的问题。

技术实现思路

1、为了解决仅仅加密帧结构中的i帧，对于帧间信息没有进行加密分析，会存在破解难度较低的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于5g技术的短信加密方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、第一方面，本发明实施例提供了一种基于5g技术的短信加密方法，该方法包括：对待发送的视频短信的视频信息进行ipb帧结构的划分，得到p帧图像和b帧图像；比较p帧图像和对应的参考帧，确定p帧图像中的信息含量；比较b帧图像和对应的参考帧，确定b帧图像中的信息含量；结合p帧图像和b帧图像的信息含量，得到视频短信的视频信息的帧间信息量；对不同大小的帧间信息量对应的视频短信，进行不同等级的加密。

3、ipb结构帧内的信息含量越丰富，越需要进行加密，故分别分析p帧图像和b帧图像相对于参考帧而言的信息含量，当信息含量越多时，反映当前帧图像所携带的信息量越大，则当前帧图像越需要被加密，对应的帧间信息量越大，对不同的帧间信息量采用不同等级的加密。

4、在一种可能的实现方式中，所述比较p帧图像和对应的参考帧，确定p帧图像中的信息含量，包括：获取p帧图像中的图像块和对应参考帧中的匹配图像块；将p帧图像中的图像块和对应参考帧中的匹配图像块进行残差分析，得到p帧图像中各图像块的残差图像；根据残差图像中各像素点的残差值，确定残差图像对应的图像块的信息变化量；分析与p帧图像中图像块相匹配的匹配图像块在不同方向上的表现一致性，确定匹配图像块的信息表征度；结合p帧图像中图像块的所述信息变化量和对应参考帧中的匹配图像块的所述信息表征度，得到p帧图像的信息含量。

5、不同方向上的表现一致性，可以是结合水平方向和垂直方向上的表现一致性确定的，还可以是结合用户所设定的特定的不同方向的表现一致性确定的，还可以是通过其他方式确定的，本技术对此不做限定。

6、在一种可能的实现方式中，所述根据残差图像中各像素点的残差值，确定残差图像对应的图像块的信息变化量，包括：分析残差图像中每个图像块的残差值的整体水平，确定残差图像对应的图像块的信息变化量。

7、p帧图像的参考帧可以是前一帧图像也可以是前两帧图像，当仅有一帧参考帧时，仅计算p帧图像与前一帧参考帧的信息含量，作为p帧图像的信息含量，当将前两帧作为参考帧时，计算p帧图像与前两帧参考值的信号含量的均值，作为p帧图像的信息含量。

8、在一种可能的实现方式中，所述根据残差图像中各像素点的残差值，确定残差图像对应的图像块的信息变化量，还包括：对于图像块对应的残差图像中每个像素点，计算每个像素点与邻域内像素点的平均残差差值和最小残差差值；将所述平均残差差值和所述最小残差差值的乘积值的负相关映射值作为像素点的残差权重；以每个像素点的所述残差权重作为权重值，对每个像素点的残差值进行加权求均，得到残差图像对应的图像块的信息变化量。

9、在一种可能的实现方式中，所述分析与p帧图像中图像块相匹配的匹配图像块在不同方向上的表现一致性，确定匹配图像块的信息表征度，包括：获取与图像块相匹配的匹配图像块在水平方向上的灰度差异；获取与图像块相匹配的匹配图像块在竖直方向上的灰度差异；结合水平方向上和竖直方向上的灰度差异，确定匹配图像块的信息表征度。

10、在一种可能的实现方式中，所述结合p帧图像中图像块的所述信息变化量和对应参考帧中的匹配图像块的所述信息表征度，得到p帧图像的信息含量，包括：将图像块的所述信息变化量和对应参考帧中匹配图像块的所述信息表征度的比值的归一化值，作为图像块的真实信息量；分析p帧图像中各图像块的真实信息量的平均信息量，得到p帧图像的信息含量。

11、在一种可能的实现方式中，所述比较b帧图像和对应的参考帧，确定b帧图像中的信息含量，包括：对于b帧图像，根据与b帧图像中图像块相匹配的匹配图像块在不同方向上的表现一致性，确定匹配图像块的信息分布方向值；结合b帧图像与前后两帧参考帧中图像块的真实信息量和匹配图像块的信息分布方向值，确定图像块的残差信息量；分析b帧图像中各图像块的残差信息量的平均信息量，得到b帧图像中的信息含量。

12、在一种可能的实现方式中，所述结合b帧图像与前后两帧参考帧中图像块的真实信息量和匹配图像块的信息分布方向值，确定图像块的残差信息量，包括：以b帧图像与前后两帧参考帧中图像块的真实信息量的平均信息量作为权重值；结合b帧图像与前后两帧参考帧中图像块的真实信息量差异、b帧图像与前后两帧参考帧中匹配图像块的信息分布方向值差异，确定原始信息量；通过权重值，对所述原始信息量进行加权，得到图像块的残差信息量。

13、在一种可能的实现方式中，所述结合p帧图像和b帧图像的信息含量，得到视频短信的视频信息的帧间信息量，包括：计算p帧图像和b帧图像的信息含量的平均含量，得到视频短信的视频信息的帧间信息量。

14、第二方面，提供了一种基于5g技术的短信加密系统，所述系统包括以下模块：

15、帧结构划分模块，用于对待发送的视频短信的视频信息进行ipb帧结构的划分，得到p帧图像和b帧图像；

16、第一确定模块，用于比较p帧图像和对应的参考帧，确定p帧图像中的信息含量；

17、第二确定模块，用于比较b帧图像和对应的参考帧，确定b帧图像中的信息含量；

18、帧间确定模块，用于结合p帧图像和b帧图像的信息含量，得到视频短信的视频信息的帧间信息量；

19、短信加密模块，用于对不同大小的帧间信息量对应的视频短信，进行不同等级的加密。

20、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现如第一方面各个可能实现的实施例。

21、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码，当该计算机程序代码在计算机上运行时，使得该计算机执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中的方法。

22、第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行如第一方面各个可能实现的实施例。

23、本发明实施例至少具有如下有益效果：

24、本发明涉及通信加密技术领域。通过对视频信息中ipb结构帧中的p帧图像和b帧图像中不同区域的特征表现情况进行分析，实现对信息含量的量化，确定出不同帧图像中的信息含量的大小，以实现根据不同帧图像中的信息含量的大小进行帧间信息量的计算，结合帧间信息量对待发送的视频短信的视频信息进行不同程度不同等级的加密，避免了仅对i帧图像进行选择性加密存在保密性不强的问题，提高了对视频短信的视频信息的加密程度。