基于国密算法的视频媒体文件加密效率提升技术

随着计算机网络和无线通信等技术的发展, 有关视频媒体文件的版权保护和信息安全问题日益成为人们关注的焦点, 对视频媒体文件加密是一种有效保护信息安全的方式, 传统的视频文件加密方法需要对视频媒体文件中所有的视频帧数据进行加密, 文件加密的效率较低, 加密过程比较耗时. 本文针对H.264/AVC视频帧的结构特点, 提出了一种基于国产SM2算法的视频媒体文件加密效率提升的方法, 该方法在加密视频媒体文件的过程中只加密视频数据中关键帧的NALU Header信息, 在检测到H.264分片的情况下同时也需要对non-IDR Header信息进行加密. 实验结果表明该方法可以在有效加密视频媒体文件的同时减少了加密所需的时间, 明显提升了视频媒体文件的加密效率.     

ARM NEON和国密SM4的H.264视频加密

针对视频数据全加密过程中的低效率和只对部分帧加密导致数据泄露问题，采用国密算法SM4逐帧加密H.264格式的I帧、P帧、B帧，同时使用NEON技术加速SM4算法。逐帧加密在防止视频数据泄露方面效果较好，使用NEON之后，SM4加密耗时减少了40%左右。     

基于相关系数的适用于视频拼接的帧对齐方法

为解决视频拼接中源视频在时间上不同步的问题,提出了一种视频帧对齐方法.利用图像矩阵间的相关系数特性,根据视频拼接中源视频的特点,运用运动量检测方法检测视频中不同时间点的运动量,在低运动量点运用相位相关法确定交叠区域大致范围,在高运动量点计算相关系数确定同一时间点上的对应帧图像.在对应帧的搜索过程中,使用变步长搜索算法提高搜索效率,减少搜索时间.实验中使用无标定的双摄像机采集多组视频数据,结果表明了该方法的准确性和有效性.     

基于宏块编码信息自适应置换的H.264/AVC视频加密方法

云存储的发展使人们愿意将个人视频数据传输至云端,但伴随而来的数据安全问题日益突出,选择加密是对视频进行隐私保护的有效手段之一。针对目前H.264/AVC视频选择加密方法普遍存在安全性不足的问题,文中提出了一种基于宏块编码信息自适应置换的H.264/AVC视频加密方法。该方法根据宏块的编码类型逐帧自适应生成伪随机序列,利用伪随机序列将宏块编码信息中的残差编码方案(Coded Block Pattern, CBP)和残差数据(Residual)在宏块间进行随机置换,同时还对Ⅰ宏块的帧内预测模式以及P宏块与B宏块的运动向量差值的符号进行加密。实验结果表明,该方法可保证加密视频兼容H.264/AVC编码标准,并具有加密空间大、密钥敏感性好、视频码率变化小的特点。与现有的主流加密方案相比,所提方法在视觉安全性和抵抗最新提出的轮廓攻击方面表现更佳。     

基于H.264标准的多视点视频编码方案的研究

为研究一种新的高效的多视点视频编码方法,提高编码效率,并有效地提高视点间随机切换访问的能力,利用H.264中的新技术多参考帧、SP/SI帧、分层B帧编码等,根据时空预测编码结构的方法,提出了一种基于分层B帧并有利于视点间随机切换访问的多视点视频编码方案.实验结果表明,该方案在提高了编码效率的同时,在视点较多的情况下能够有效地提高视点间随机切换访问的能力.     

视频存储中一种改进的镜头分割方法

文中提出一种对现有的视频存储方案中视频源的分割方法.该方法是在基于二次帧差法和Twin comparison算法的基础上,把视频帧进行分块分析,再以一定的区域作为帧间比较的对象,这样减少了每帧处理的时间.另外,Twin Comparison算法与二次帧差法的结合,可以有效地防止闪光或者镜头抖动引起的干扰.实验表明,该方法在镜头分割的查全率、查准率以及处理时间上有明显的提高.     

结合超混沌系统和Logistic映射的视频图像加密算法

对视频图像使用传统的单幅图像加密算法,容易出现算法耗时长、效率低等问题。为提高视频图像加密效率,通过使用细胞神经网络（CNN）超混沌系统和Logistic混沌映射,提出一种单帧逐一加密和多帧组合加密相结合的算法。根据视频帧使用SHA-256生成Logistic初值,经过Logistic映射迭代得到Logistic混沌序列,利用生成的混沌序列对视频帧逐帧扩散。将视频帧以二进制的形式组合成一个矩阵,把根据组合矩阵产生的初值代入CNN超混沌系统,利用得到的混沌序列对组合矩阵进行置乱,视频所有帧各像素点扩散、置乱一步完成,从而缩短加密时间。在此基础上,将组合矩阵重新分解为单帧图像,得到最终加密的视频图像。实验结果表明,在算法中使用高维超混沌系统安全性更高,能够有效缩短加密视频图像的耗时,且能抵抗统计攻击、差分攻击和暴力攻击,具有较好的安全性。     

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     

基于时空相关的H.264多参考帧快速选择算法

H.264/AVC视频编码标准采用的多参考帧技术改善了视频质量,但同时也增加了编码复杂度。为避免搜索多余的参考帧,提高H.264编码器的编码效率,基于视频序列帧间具有较强时间相关性、相邻宏块具有较强时空相关性,提出了一种多参考帧选择算法。该算法根据视频序列的帧间时间相关程度确定参考帧个数;由相邻宏块的时空相关性自适应确定当前宏块的编码模式及其最佳参考帧。实验结果表明,与校验模型JM16.2相比,该算法在编码质量几乎不变的情况下,平均可节约60%的编码时间。     

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。