基于H.264帧内预测宏块融合置乱技术的安全通信研究

基于I、P、B帧中所有帧内预测宏块与整数离散余弦变换DCT(Discrete Cosine Transform)提出了一种融合加密方案。判断当前宏块的属性是帧内预测宏块,则将其DCT系数分层即宏块系数矩阵做转置变换,获得16个新的4×4子宏块,用混沌系统产生的密钥序列置乱子宏块后再加密子宏块中的系数符号。实验结果表明,这种融合加密方案不仅能有效防止块间相关性攻击和密钥攻击,同时也能满足视频的安全性和传输的实时性要求。     

基于线预测及变换的帧内编码方法

提出一种以线为单位进行帧内预测编码的新方法,从预测及变换两方面提高帧内编码的性能。首先在宏块内部以水平或垂直方向的线为单位,分别参考相邻的行或列像素进行多个方向的帧内预测,减少了预测像素与参考像素间的距离,从而提高预测精度;其次,在原有的4×4离散余弦变换（DCT）基础上补充了1×16的一维DCT,并以宏块为基本单位灵...     

基于DCT域的任意分辨率视频可伸缩编码

空间分辨率可伸缩编码能够满足网络视频对不同码率的要求以及不同用户显示终端的需求,成为近几年研究热点.由此提出一种基于DCT域准卷积的任意分辨率下采样方法,该方法通过分析子块与宏块DCT系数之间的关系,实现了由子块DCT系数预测宏块DCT系数,通过低通滤波器截取预测的宏块低频DCT系数,实现任意分辨率下采样.实验证明:该方法适合诸如H.264、AVS等基于DCT变换的视频编码标准,且提供灵活的空间可伸缩能力.     

基于H.264码流的数字视频水印算法研究

随着数字视频水印技术被广泛应用于视频信息的版权保护,提出一种基于H.264码流的数字视频水印方案.根据经典算法 H&G 算法的部分解码的思想,通过纹理复杂度参数和帧内预测方向在每个宏块中选择合适的4×4块,并根据DCT系数特点,选择4×4块的一个中频系数来嵌入水印.结合常用的内置式水印的嵌入方法,通过调制 DCT 系数的一个中频系数的奇偶性关系,完成水印在 I 帧的嵌入.通过对标准视频序列的测试,证明了该算法在H.264标准上的可行性.     

一种基于H.264/AVC的视频可逆脆弱水印算法

结合H.264压缩编码标准的特性,该文提出一种新的基于H.264/AVC的视频可逆脆弱水印算法。算法先计算当前宏块预测残差块量化的离散余弦变换(DCT)系数的哈希值生成认证码,再把认证码作为水印信息嵌入到下一个相邻宏块活性最大的4′4块的最后一个非零量化DCT系数中。在解码端,通过比较认证码和提取的水印信息进行视频数据完整性的认证。实验结果表明,该算法对视频质量和码率的影响较小,并且能对认证通过的视频数据进行还原和对认证失败的视频Ⅰ帧遭篡改区域进行有效的定位。     

基于梯度方向算子的H.264帧内模式选择算法

提出梯度方向算子的概念,基于该算子提出了一种H.264帧内模式快速选择算法。本文首先应用梯度方向算子计算编码宏块中各4×4亮度子块的纹理特征和灰度起伏特征,根据这两种特征参量削减4×4帧内候选预测模式。通过统计宏块中各子块的4×4候选预测模式信息,结合梯度方向强度门限判别法削减宏块的16×16候选预测模式,通过率失真优化算法计算得到最优亮度预测模式。进一步根据亮度宏块和色度宏块的对应关系,在亮度候选预测模式的基础上对色度宏块候选预测模式进行削减,最后计算得到最优色度预测模式。该算法削减了50%以上的帧内预测模式,减少了帧内预测模式选择的运算量,实验表明,该算法能够在峰值信噪比和码流比特率变化轻微的前提下减少50%以上的运算量。      

基于骑士巡游的灰度图像加密压缩算法

为了进一步提高涉密图像的存储和传输效率,提出了基于骑士巡游的灰度图像加密压缩算法。该算法将原始图像进行8×8分块,对每个块进行DCT变换,构建以块为单位的系数块化矩阵,然后采用骑士巡游置乱对该系数块化矩阵加密,对置乱加密后图像进行JPEG压缩得到加密压缩图像。实验仿真和分析表明,该算法密钥空间大、密钥敏感性高,在保证一定置乱度的前提下,获得了更高的压缩效率。     

基于DCT量化系数重组的JPEG图像加密算法

整个加密算法分两个过程,首先在DCT变换之前对原始图像进行以8×8图像块为单位的统一图像置乱,使图像整体视觉效果上杂乱无章.其次,DCT变换量化系数之后,将相邻两个8×8系数块的低频系数组成一个新块,高频系数组成一个新块,分别进行块内的系数置乱,在改变原始图像频率成分的同时,可以减少改变零游程结构带来的加密对JPEG图像压缩影响,而且8×8系数块内的非零系数个数发生了变化,可以有效抵御统计非零系数个数攻击.     

基于骑士巡游的灰度图象加密压缩算法

为了进一步提高涉密图像的存储和传输效率,提出了基于骑士巡游的灰度图像加密压缩算法。该算法将原始图像进行8×8分块,对每个块进行DCT变换,构建以块为单位的系数块化矩阵,然后采用骑士巡游置乱对该系数块化矩阵加密,对置乱加密后图像进行JPEG压缩得到加密压缩图像。实验仿真和分析表明,该算法密钥空间大、密钥敏感性高,在保证一定置乱度的前提下,获得了更高的压缩效率。     

基于AVS的变换域帧内转码研究

根据MPEG-2与先进音视频编码（AVS,Advanced Coding of Audio and Video）标准在帧内预测中的不同点,介绍了一种基于变换域的帧内预测转码算法。新算法提出一种新的变换域转码结构,通过矩阵变换计算出AVS帧内预测的各种模式所对应的离散余弦变换（DCT,Discrete Cosine Transform）预测矩阵,推导出DCT域到AVS整数变换域的系数转换矩阵,同时给出DCT域内预测矩阵转换所需的运算量。实验结果表明,提出的帧内预测转换方法可以使计算复杂度降低50%,达到实时转码的要求。     

基于H.264误差漂移补偿的鲁棒性视频水印算法

针对现有基于H.264的视频水印算法存在误差漂移的问题,在分析了误差漂移产生原因的基础上,提出了一种抑制误差漂移的鲁棒性视频水印新算法.通过调制H.264编码中Ⅰ帧量化后的4 ×4 DCT系数来实现水印的嵌入,并对帧内预测量化后满足特定条件的DCT子块的最后一行、列进行补偿和对帧间预测进行补偿,有效地抑制了帧内、帧间误差漂移.另外,该算法结合CAVLC编码来调制量化后的DCT残差系数,使整体码流变动较小,并且算法能够根据不同视频序列自适应地调节嵌入容量及嵌入位置,具有较好的灵活性和鲁棒性.在水印提取过程中,不需要原始视频的参与,即可实现盲提取.仿真实验结果表明,该算法在具有良好不可见性的前提下,对压缩码率影响较小,能够较好地抵抗噪声、帧剪切、重编码等攻击.     

一种基才DWT-DCT变换强鲁棒性的数字水印算法

提出一种基于DWT-DCT的新的数字图像水印算法。该算法充分利用离散小波变换多分辨率特性和离散余弦变换能量压缩特性．综合两种变换的优点。在嵌入时,先对宿主图像进行DWT变换,得到4个子带。选择HL子带进行DCT变换．然后将加密后的水印嵌入DCT变换后得到子带中频系数。为获得较强的安全性,在嵌入前先对水印进行混沌加密。试验结果表明基于DWT-DCT联合的水印算法具有较强的不可见性,对常见的攻击具有较强的鲁棒性。     

一种基于DWT-DCT变换强鲁棒性的数字水印算法

提出一种基于DWT-DCT的新的数字图像水印算法.该算法充分利用离散小波变换多分辨率特性和离散余弦变换能量压缩特性,综合两种变换的优点.在嵌入时,先对宿主图像进行DWT变换,得到4个子带.选择HL子带进行DCT变换,然后将加密后的水印嵌入DCT变换后得到子带中频系数.为获得较强的安全性,在嵌入前先对水印进行混沌加密.试验结果表明基于DWT-DCT联合的水印算法具有较强的不可见性,对常见的攻击具有较强的鲁棒性.     

MPEG-4编、解码器容错技术的研究

在分析MPEG-4码流结构的基础上，对编码器提出了两点改进：一是对DCT系数不采用AC预测编码；二是对B帧宏块的4种编码模式全部编码。实验表明，这两点改进在基本不降低编码效率的条件下提高了对错误的抵抗力。在解码端提出了一种既能检测本数据包差错又能防止下一数据包头被错误解码的方法。针对B帧差错块的恢复，提出了一种基于运动矢量估计的方法。能有效地解决直接拷贝参考帧相应宏块所引起的图像错位问题。     

MPEG-2到AVS的Ⅰ帧变换域转码算法研究

提出了一种从MPEG-2到AVS的变换域Ⅰ帧快速转码算法,包括根据MPEG-2的DCT系数进行AVS帧内预测模式决策以及MPEG-2的DCT域到AVS整数变换域系数的快速转换.     

适用于基本层的帧内快速编码算法

根据最新编码的特征,提出了一种适合于基本层的帧内快速编码方法。首先对每个宏块中的8×8的子块进行DCT变换,根据纹理复杂度进行块模式的选择,针对各个块模式采用不同的快速方向模式选择算法。根据各个块模式和纹理复杂度,采用不同的零块预先判决算法和及时终止策略。实验证明,该算法能够在保持恢复图像质量几乎不降的同时,速度能提高到2倍多。     

MPEG-2到MPEG-4转换编码中场-帧编码宏块转换及运动矢量优化算法

本文针对MPEG-2到MPEG-4转换编码中存在的场、帧编码宏块的不兼容问题,提出了场-帧编码宏块的转 换方法,并重点研究了场-帧转换后的运动矢量生成和优化问题,提出了一种基于残差图像DCT交流系数权重的自适应场 -帧运动矢量优化算法,实验表明其性能良好。     

改进的层式DCT在数字水印技术中的应用

数字水印问题研究中,DCT块效应是困扰版权保护的一大难点.结合小波特性,提出一种改进的层式DCT算法,并应用于数字水印.将DCT变换后所得子块的低中频系数分别抽样,然后将水印信息的变换域量值分别叠加到原始载体经改进的层式DCT变换后的低中频系数中,同时对改进的层式DCT变换的分层层数进行了研究.实验结果表明,水印方案具有很好的整体去方块效应,提高了水印的不可见性,对抗压缩、剪切等常规几何攻击具有较强的鲁棒性,并且两者之间达到了一个较好的平衡.进一步扩大了层式DCT的实际应用.     

MPEG-4自适应视频水印算法

为了更好地保证水印的鲁棒性和不可感知性,结合MPEG-4视频压缩原理以及人类视觉模型系统,提出一种自适应的视频水印算法。根据I帧图像离散余弦变换（DCT）后的直流系数（DC）以及中低频系数个数,设计自适应因子,对不同的图像块采用不同的嵌入强度,将水印嵌入到DCT变换后的低频系数中。实验证明,该算法能够很好地与人类视觉系统相适应,并对常见的攻击有很强的鲁棒性。     

一种基于H.264的视频转码方案

本文提出了一种基于H.264降低图像尺寸转码中的宏块类型快速选择方案.文中以原始图像中对应四个宏块的非零系数总个数为准则选择宏块类型,首次提出以指数模型来描述阈值和重新量化参数的关系(Th-Q_r模型),并将其线性化为一元线性回归模型,进一步使用最小二乘法来估计模型中的参数.帧内模式选择中,Th-Q_r模型是用来区分I4×4和I16×16宏块;帧间模式选择中,Th-Q_r模型区分出当前宏块所处区域的运动性质,进而简化候选宏块类型个数.实验结果表明,与全搜索法相比,在保证压缩性能损失不大的情况下,本文提出的帧内模式选择方法的速度能提高4到5倍,帧间模式选择方法的速度能提高约35倍.