几种典型视频加密算法的性能评价

视频加密对于保护视频数据的安全具有重要作用。将已有的几种典型MPEG视频加密算法，根据加密过程与压缩编码过程的关系不同，分为4类：完全加密算法，部分加密算法，DCT系数加密算法和熵编码过程加密算法，并从算法的安全性、压缩比、计算复杂度和可操作性几个方面对算法的性能分别做了评价，给出了理论分析和实验结果；结合各类算法的特点，指出了它们各自适应的应用场合。     

基于混沌系统和动态DNA编码与运算的彩色图像加密算法

现有结合混沌系统和DNA计算的图像加密算法因DNA编码规则和运算规则单一、加密结构安全性低,导致算法易被破解。为此,提出一种结合Intertwining Logistic映射和动态DNA编码与运算的彩色图像加密算法。该算法包括置乱阶段和扩散阶段,在置乱阶段,利用模拟退火算法构造的置乱序列分别对彩色图像信道进行行和列置乱,得到置乱信道。在扩散阶段,先根据随机序列值动态选择各置乱信道每个像素点的DNA编码规则及运算规则,然后结合密文反馈机制进行DNA加密计算。实验结果表明,该算法具有良好的抗攻击能力及加密效果。     

控制关键帧选择的H.264熵编码加密算法研究

常见的H.264熵编码加密是一种将加密方案与熵编码方式融合的视频安全算法,这种算法不仅加解密速度快且可保持数据格式不变,是一种兼容性的加密方案,但需要处理帧内所有数据。针对熵编码加密过程中存在的不足,提出了一种基于关键帧选择与熵编码相结合的视频加密方法,通过获取一帧中所有8*8子宏块的运动矢量,构造一个用于表示每一帧内容变化情况的向量F,然后将其欧几里德范数与阈值K比较,如果大于或等于阈值,则确定当前帧是关键帧,则在下一帧熵编码时加密其运动矢量差与残差系数值,否则不参与任何加密运算。通过控制阈值K的大小来决定关键帧的选择,并结合混沌序列加密关键帧数据来保证视频信息的安全性,与熵编码加密算法相比,加密数据平均减少数据量约为39.78%。实验表明该加密方法在保持编码后数据总量不变的情况下,以较小的时间代价获得了良好的加密效果,且与常规的熵编码加密算法相比大幅度减少了加密数据量     

基于H.264和Rijndael的视频加密算法

根据网络视频数据量大、压缩率要求高、存储格式多样等特性,提出一种将Rijndael算法与视频数据压缩编码相结合的加密算法。将视频数据进行变换、量化后,在压缩编码之前对其加密,利用Rijndael算法的规律,恢复加密后数据的统计特性,使其与未加密编码数据保持相同的压缩比。实验结果表明,该算法可以在提高视频数据安全性的同时,保证视频质量与较高压缩率。     

控制关键帧选择的H.264熵编码加密算法

目的常见的H.264熵编码加密是一种将加密方案与熵编码方式融合的视频安全算法,这种算法不仅加解密速度快且可保持数据格式不变,是一种兼容性的加密方案,但需要处理帧内所有数据。方法针对熵编码加密过程中存在的不足,提出了一种基于关键帧选择与熵编码相结合的视频加密方法,通过获取一帧中所有8×8子宏块的运动矢量,构造一个用于表示每一帧内容变化情况的向量F,然后将其欧几里德范数与阈值K比较,如果大于或等于阈值,则确定当前帧是关键帧,则在下一帧熵编码时加密其运动矢量差与残差系数值,否则不参与任何加密运算。结果通过控制阈值K的大小来决定关键帧的选择,并结合混沌序列加密关键帧数据来保证视频信息的安全性,与熵编码加密算法相比,加密数据平均减少数据量约为39.78%。结论实验结果表明该加密方法在保持编码后数据总量不变的情况下,以较小的时间代价获得了良好的加密效果,且与常规的熵编码加密算法相比大幅度减少了加密数据量。     

基于熵编码加密的MPEG视频加密算法研究

针对现存算法在安全性和压缩比方面的不足 ,提出一种基于熵编码加密的 MPEG视频加密算法 .此算法在熵编码过程中 ,通过加密码字在 Huffm an编码表中的序号 ,实现加密编码 .与置乱 Huffman编码表和置乱 Huffman树方法相比较 ,具有更大的置乱空间 ,具有更高的安全性 .实验表明 ,此算法对压缩比的影响比 DCT系数加密算法小 ,计算复杂度低、速度快 ,适合用于视频的实时安全编码中     

混合加密算法的改进和设计方案

分析了对称加密算法AES和非对称加密算法ECC的加密过程和特点,并结合两种算法的特点设计了一种混合的加密体制,在避免了对称加密算法复杂的密钥分配体制的同时保证了加密的效率和强度。同时引入了改进的数字签名算法,在对信息来源的真实性和完整性进行验证的同时,避免了复杂的模逆运算,提高了运算效率。     

基于MPEG4的网络视频流加密技术的研究

根据网络视频流安全传输的要求和MPEG4视频编码的特点,该文提出了一种基于Logistic混沌映射的视频加密算法,在编码过程中利用混沌序列对视频数据在频域进行加密。该文将该算法实现在MPEG4的编解码器XVID中,在保证数据安全传输的同时,该算法具有很好的实时性。     

基于十进制的加密技术研究

本文主要论述了基于十进制的加密技术．以美国最新对称加密标准AES（Advanced Encryption Standard）为基础，对AES的4种加密运算进行重新设计，以适应十进制数的加密，同时结合混沌加密算法、随机加密算法设计基于十进制的加密算法．该算法具有AES加密算法的特点，对明文和密文均具有很好的扩散性和混淆性，也有随机加密算法的加密运算的不确定性，也有混沌加密算法的密钥一次一密性,该算法适用于不可靠通信信道上的十进制数加密通信，能在预付费表计等实际系统中得到广泛的应用,实践证明谊算法有很高的安全性．     

基于Feistel网络的十进制加密算法

提出一种基于Feistel网络的十进制加密算法。针对十进制数运算的特点,在加密算法中定义4种新的运算,在密钥扩展算法和解密算法中定义2种新的运算,并设计十进制S盒。将该算法应用于短分组加密仿真系统中,实验结果表明,该算法具有较好的密码学特性,加解密的各项扩散率指标均较优,经6轮加密后,该算法达到完全扩散。     

一种基于JMVC参考模型的运动估计优化算法

运动估计(ME)是视频压缩编码中的关键技术,运动估计算法对视频质量、编码复杂度和码率都有直接影响。TZSearch算法是JMVC参考实现中一种基于混合模板的快速搜索算法。通过提高搜索起点准确度,采用基于视频运动特性的搜索策略,采取阈值设置和大小步长相结合等方法对算法进行优化。在多视点视频编码测试平台JMVC 8.5中对多视点视频序列BallRoom、Exit进行测试。实验结果表明,与JVMC的TZSearch算法相比,在保证视频重构质量和码率增加很少的情况下,本算法编码时间减少50%以上。     

一种新的AVS指数哥伦布码算法

指数哥伦布码是AVS 视频压缩标准中熵编码的重要组成部分。在研究指数哥伦布码的特点及其编解码算法的基础上,利用哥伦布码码字的二进制大小与编码码值的数学关系,提出一种新的指数哥伦布编解码算法。尤其是在指数哥伦布解码方面,摒弃变长码只能逐位读取、逐位判断计算的思路,采用32 bit读取并用设定公式计算的方法。实验结果表明,该算法比AVS参考代码中的指数哥伦布编、解码方法所用时间分别缩短约10%和30%。     

基于VxWorks和DM642视频采集压缩系统的技术研究

介绍了一种基于VxWorks和DM642下应用目前最新的H.264视频编码算法实现视频采集压缩系统的方法,主要内容包括视频采集压缩系统的硬件实现平台、VxWorks下PCI驱动、H.264视频编码算法标准、DSP软件编程及H.264视频编码算法的实现等,最后给出了H.264视频编码器的性能测试。     

基于多进制LDPC码的分布式视频编码

对基于多进制低密度奇偶校验(LDPC)码的分布式视频编码性能进行研究。根据多进制信源的特性,利用拉普拉斯分布改进多进制信源的相关模型,并修正多进制LDPC码的快速译码算法FFT-BP,使其适用于分布式视频编码系统。仿真结果表明,在峰值信噪比相同的条件下,与基于二进制LDPC码的系统相比,基于四进制LDPC码的系统码率平均降低0.028 3 bit/pixel,基于八进制LDPC码的系统码率平均降低0.037 0 bit/pixel,相比同类分布式信源编码系统,该系统的译码速度更快、复杂度更低。     

基于VxWorks和DM642下视频采集压缩系统的技术研究

介绍了一种基于VxWorks和DM642下应用目前最新的H.264视频编码算法实现视频采集压缩系统的方法,主要内容包括视频采集压缩系统的硬件实现平台、VxWorks下PCI驱动、H.264视频编码算法标准、DSP软件编程及H.264视频编码算法的实现等,最后给出了H.264视频编码器的性能测试。     

基于对象的视频压缩技术在DSPs上的实现

主要探讨了如何在DSPs上高效地实现MPEG-4的视频压缩算法,问题的关键是怎样在DSPs程序中合理地设计能够描述视频对象的数据结构并有效利用DSPs甚长指令和流水线的特点以加速压缩过程的实现。此外,还利用了混合编成的方法以协调程序的高效性和复杂性。通过合理的设计程序代码和分配内存资源,完全可以在DSPs上实现复杂的MPEG-4压缩算法．独到之处是设计的程序充分利用了DSPs的各种特点来实现这种复杂的视频压缩算法。     

面向无线视频传输的内容感知AQM算法研究

区分服务（DiffServ,Differentiated Services）在各种保障技术中能更好地满足视频流对服务的要求。在区分服务网络中,常用的主动队列管理算法由于对视频重要数据保护强度的不足,不能很好地满足用户的QoS的需求。针对H.264/MPEG-4视频编码的特性,在现有算法WRED的基础上,通过改变平均队长的计算方法,进一步加强对重要数据的保护能力,以提高视频传输的质量,同时,还考虑了延时对视频传输的影响,提出了超时早检测机制,避免了无效视频数据传输占用宝贵的网络资源。仿真结果显示该算法在原有算法的基础上进一步提高了视频传输质量。     

低复杂度视频编码算法研究与实现

研究帧内预测模式的选择。根据图像自身的特点,对其宏块的像素值进行平坦性分析,确定较小的模式搜索范围;再根据宏块的方向性,排除小概率预测模式,从而大大缩小视频帧内编码的搜索模式范围。实验表明,改进算法提高了编码效率,平均节省约52.40%的模式预测时间,在保证视频图像质量的同时,实现低复杂度的视频编码新算法。     

基于覆盖码的多媒体传感网数据隐写算法

在多媒体传感网中进行视频信息隐藏有很多局限性。为了增强在多媒体传感网中进行隐秘通信的安全性,本文从提高隐写效率和降低节点能耗入手,在分析研究以往相近研究的基础上,提出了一种新的视频信息隐藏算法。算法结合了H.264/AVC (Advanced video codec)标准视频流的数据特性,提出了调整覆盖码矩阵简化计算复杂度的新思想和避免误差漂移的隐写策略。算法运用了新的分类编码方法;对于不同类型的数据特征,引进并设计了针对多媒体传感网应用限制条件的覆盖编码方法。实验证明：该算法能够降低嵌入误差,有效抵抗统计分析;减少了数据通信冗余,同时计算复杂度由传统的幂次复杂度降低到线性复杂度。     

MPEG-4实时视频传输的拥塞控制算法的改进

提高视频图像的传输质量是网络拥塞控制方面的重要研究课题,在阐述了码率控制技术和实时视频传输的构架后,分析了基于丢包率和双丢包率阈值门限的拥塞控制机制以及VM8码率控制算法,指出了VM8码率控制算法的不足,所在并进行了相应的改进.根据当前丢包率,对未来的发送速率的变化做出预测,从而动态地决定缓冲区目标水位参数,使得改进后的算法对发送速率具有一定的预测性.实验证明,改进后的算法有效地提高了编码后的图像质量.