H.264中基于检测与追踪的人脸保护方案*

目前视频安全得到了人们的广泛关注,许多视频加密算法提出并得到了应用。但这些视频加密算法基本上是针对整帧图像的加密,并未考虑对图像中某些感兴趣的区域进行加密,往往增加了通信成本。针对此问题,提出了一种有效安全的感兴趣人脸区域保护方案,方案包括肤色信息和基于方向特征Bayes分类器相结合的人脸精确定位,基于Kalman滤波器的人脸预测跟踪以及H.264的CABAC编码中人脸区域的加密。实验结果表明,该方案不仅具有抗攻击性,而且安全有效地保护了感兴趣人脸区域。     

H.264中基于检测与追踪的人脸保护方案

目前视频安全得到了人们的广泛关注,许多视频加密算法提出并得到了应用。但这些视频加密算法基本上是针对整帧图像的加密,并未考虑对图像中某些感兴趣的区域进行加密,往往增加了通信成本。针对此问题,提出了一种有效安全的感兴趣人脸区域保护方案,方案包括肤色信息和基于方向特征Bayes分类器相结合的人脸精确定位,基于Kalman滤波器的人脸预测跟踪以及H.264的CABAC编码中人脸区域的加密。实验结果表明,该方案不仅具有抗攻击性,而且安全有效地保护了感兴趣人脸区域。     

面向无线视频传感器网络的低复杂度视频编码算法

针对无线视频传感器网络(Wireless video sensor networks,WVSN)时视频编码算法的具体需求,提出一种基于运动检测的低复杂度视频编码算法.该算法只对当前编码帧中的运动对象进行编码,并且以面向对象的结构输出码流.实验结果表明,与H.264全I帧编码相比,本文提出的算法编码速度提高了约3倍,编码性能提高了约2 dB.与H.264基本档次相比,虽然编码性能略有下降,但是编码速度平均提高了8倍左右.本文提出的算法可以在编码效率和编码速度之间获得很好的折衷,在一定程度上可以满足WVSN的需求.     

H.264帧内4×4块预测模式选择快速算法研究

在H.264视频编码过程中,编码时间受诸多因素的影响,如帧间/帧内模式选择、运动估计(ME)、率失真优化(RDO)等。为了以较快速度和较好质量进行编码,针对H.264帧内模式选择,提出了一种适用于H.264帧内4×4块预测的模式选择快速算法。该算法利用帧内4×4块最优预测模式与和它相邻的预测模式之间率失真代价(RD Cost)的高相关性,以及绝对变换误差和(SATD)与率失真(RD)性能之间的强相关性,有效地跳过一些不太可能的预测模式,从而使帧内4×4块模式选择过程只需进行4次率失真代价计算即可。实验结果显示,该算法在编码性能和编码速度之间取得了很好的折衷。     

H.264视频编码的关键技术分析及复杂度研究测试

H.264比原有的视频编码标准大幅度提高了编码效率和稳定性,但其运算复杂度也大大增加。为了在不影响编码效率的前提下,降低编码运算的复杂度,提高编码的实时性,有必要对H.264的复杂性做出详细研究。H.264通过对传统的帧内预测、帧间预测、变换编码和熵编码等算法的改进来提高压缩率。本文分析H.264上述关键技术,给出基于JM86的模块复杂度测试。测试结果表明H.264编码的复杂性主要体现在帧间预测模块中,要加快H.264的编码速度,就必须对这个模块进行优化。     

基于H.264 的混沌视频加密系统

为了解决视频信息的安全问题,提出了一种基于视频编码标准H．264／AVC的混沌视频加密算法。利用流密码加密简单、运算速度快等优点,采用Logistic离散混沌序列对H．264／AVC标准的CAVLC（基于上下文的自适应变长编码）熵编码阶段的码流进行加密,并从算法的安全性、加密效率等方面进行分析。试验结果表明：该加密算法在保证视频内容信息安全性的前提下,不改变码流的结构,具有良好的实时性和快速性。     

H.264视频感兴趣区域加密算法

为了对视频的隐私区域进行加密,提出一种基于FMO和骑士巡游思想的H.264视频感兴趣区域加密的算法。首先确定视频中包含的感兴趣区域的范围,之后对感兴趣区域内部宏块的宏块类型参数使用SHA-1生成的流密码异或加密,并对条带组序号使用骑士巡游思想置乱加密。实验分析表明,该算法可以有效地保护视频中的隐私区域,并且可以在安全性、加密效率和编码效率取得较好的折中。     

基于感兴趣区域的头像视频前处理方法

在头像视频通信中,网络用户的关注度一般集中在人脸部分区域。根据MARR视觉原理,在保证视频通信主观质量的前提下,提出了一种基于感兴趣区域的头像视频前处理方法,能有效地提高视频的通信效率。该方法首先利用人脸检测算法对头像视频进行人脸检测,然后利用双边滤波算法对人脸之外的背景区域进行滤波操作,最后用H.264编码算法对处理后的视频图像进行编码传输。实验结果表明,所提出的方法能够有效地提高视频编码效率,最高可以达到28.571%。     

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的感知加密算法的研究

H.264是目前国际上最新的视频编码标准,因其高效的编码效率及良好的压缩等特点,被广泛的应用于各种视频的传输中。基于此特点,本文提出一种基于H.264的感知加密算法。本算法中选取了IPM、MVD和残差系数三种定长语法元素作为加密数据元素,加密强度的控制通过引入概率参数实现。理论分析与实验结果表明,此加密算法满足了一定的安全性和实时性的要求,具有系统开销成本低,算法操作简单的特点。     

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。     

适用于移动通信视频点播的感知加密算法

在视频点播(VOD)应用中,为刺激用户购买高质量的视频版本,往往希望播放的加密视频仍可部分感知,这就是所谓的“感知加密”,因此,需要研究特别的加密算法对视频进行加密。针对目前适用于移动通信视频点播的H.264视频感知加密算法较为缺乏的问题,提出了一种基于祖冲之(ZUC)算法和压缩感知(CS)的视频加密算法。首先利用ZUC构建随机测量矩阵,之后利用测量矩阵对量化后的离散余弦变换(DCT)系数进行测量,并将测量值作为新的量化后的DCT系数进行编码,使新的系数与原始系数不同,从而实现加密。最后定义了良好的感知加密算法应具备的特征。实验结果表明,该算法对视频的压缩码率影响较小,具有较低的时间复杂度,并且算法对密钥变化敏感,有较好的感知安全性。     

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。     

帧异或视频加密算法

提出一种针对H.264标准的新型视频加密算法,弥补了选择性加密压缩比变化及熵编码加密编码器不通用的问题。该算法将由密钥决定的一帧图像的细节与背景分别异或在原始图像帧的对应位置,生成视觉重叠图像以达到加密目的。实验结果表明,算法能够有效控制压缩率变化并可作为通用插件植入H.264编解码器中,适应于视频实时通信场合的需求。     

H.264标准中基于DCT的视频加密研究

随着信息科学和计算机技术的发展,互联网上视频的商业应用,如视频点播、在线电影等变得越来越普及,同时对安全的要求也越来越迫切。为此,针对目前最新的视频压缩标准H.264的特点,提出了若干基于DCT(离散余弦变换)的视频加密算法,采用两个标准视频序列进行了算法仿真,并对各个算法的性能进行了比较分析。本文中所有的试验结果都在为H.264专门编写的JM(联合模型,版本7.3)软件平台上得到了验证。实验结果表明,这些算法基本不影响压缩效率,且用较低的复杂度得到了较好的加密效果。     

基于交互式感兴趣区域的教学视频编码

为了在现有网络带宽和网络客户端处理能力的条件下提高网络多媒体教学系统中的视频质量, 提出一种基于交互式感兴趣区域的教学视频编码算法。首先利用经典的GrabCut算法在低分辨率视频中交互式检测感兴趣目标, 基于区域生长算法定位各目标所在区域并映射到高分辨率视频中; 然后提取出感兴趣区域, 缩放到显示分辨率, 对各感兴趣区域编码生成H. 264标准兼容的码流。实验结果表明, 在相同视频质量下, 该算法可以有效减小传输码率、降低客户端的计算复杂度, 相比现存方法, 传输码率最大节约94. 3%, 计算复杂度降低526%。     

视频加密算法及其发展现状

根据加密算法中压缩过程和加密过程关系的不同，将算法分为三类进行综述：直接加密算法、选择性加密算法和具有压缩编码功能的加密算法．在分别分析了它们的安全性、计算复杂性和压缩比等特点的基础上，给出了它们各自适合的应用范围，并且对视频加密算法的未来作了展望．