基于h.264熵編碼視頻加密算法的研究和實(shí)現(xiàn)

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1、摘要IIIIIIIIIIIIIIIIIY1958485隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息科技的迅猛發(fā)展，多媒體的應(yīng)用越來越廣泛和普遍，尤其是基于視頻的應(yīng)用更是無處不在，如：視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻電話、視頻會(huì)議等。但隨之不可避免的要遇到視頻內(nèi)容安全的問題。最新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是H．264。由于其良好的壓縮性能得到越來越廣泛的應(yīng)用，因此對(duì)基于H．264標(biāo)準(zhǔn)的視頻內(nèi)容的保護(hù)也成為一個(gè)亟待解決的問題。也將成為多媒體信息安全領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前國內(nèi)外已有不少對(duì)視頻加密技術(shù)的研究，但是對(duì)基于H．264編碼器結(jié)構(gòu)加密的研究和開發(fā)還是有限的。本文在H．264熵編碼的基礎(chǔ)上對(duì)視頻加密做

2、了進(jìn)一步的研究，主要工作如下：首先，詳細(xì)闡述了視頻加密技術(shù)發(fā)展的歷史及其現(xiàn)狀，對(duì)其分類并分析總結(jié)它們各自的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。介紹RC4流密碼算法，為后面提出算法做好鋪墊。其次，簡要概括了H．264編碼器總體結(jié)構(gòu)并對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)闡述。如幀內(nèi)預(yù)測，幀間預(yù)測，整數(shù)變換和量化。分析熵編碼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上提出基于熵編碼的加密方案：基于上下文自適應(yīng)可變長編碼加密方案分安全等級(jí)對(duì)其中的三個(gè)系數(shù)：拖尾系數(shù)符號(hào)、非零系數(shù)幅值后綴、非零系數(shù)前零的個(gè)數(shù)加密，基于上下文自適應(yīng)算術(shù)編碼加密方案分別對(duì)其二進(jìn)制化過程中的一元編碼、截?cái)嘁辉幋a、指數(shù)哥倫布編碼、定長編碼這4個(gè)基本編碼方

3、案加密。最后對(duì)提出的方案在H．264標(biāo)準(zhǔn)測試模型JM8．6平臺(tái)上，在VC環(huán)境下分析實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，測試SNR值，運(yùn)算時(shí)間比，分析加密效果。實(shí)驗(yàn)表明該方案有一定的實(shí)用價(jià)值，可以作為視頻加密的應(yīng)用技術(shù)。關(guān)鍵詞：視頻加密熵編碼基于上下文自適應(yīng)可變長編碼基于上下文自適應(yīng)算術(shù)編碼AbstractWiththerapidlydevelopmentofcomputernetworkandinformationtechnology,multimediausedmorewidelyandcommon，especiallytheapplicationsthatbasedonvideoiseve

4、rywhere，suchas：VOD，remotemedicaltreatment，remotemonitoring，videophone，videoconference，etc．Butmeanwhile，avideocontentsecurityproblemsisinevitabletooccur．ThelatestvideocodingstandardiscalledH．264，foritsgoodcompressionperformanceSOitisincreasinglyappling，thereforeforvideocontentprotectionwh

5、ichbasedonh．264standardhasbecomeaproblemtobesolved，andalsowillbecomethehotspotandthedifficultyinmultimediainformationsecurityresearcharea．Nowathomeandabroad，therearemanypapersaboutvideoencryptiontechnologyresearch，buttheresearchanddevelopmentbasedonh．264encoderstructurearelimited．Thisthe

6、sismakeafurtherresearchonvideoencryptionwhichbasedonentropycodingofh．264，mainlyworkareasfollows：Firstly,thispaperexpoundsthevideoencryptiontechnologydevelopmenthistoryandstatus，andclassificationandanalyzestheirrespectiveadvantagesanddisadvantages．IntroducetheRC4flowcryptic，fortheproposed

7、algorithmblackboard．Secondly,thisarticlehassummarizedtheh．264eneoderoverallstructureandthekeytechnologyareexpounded．Suchasinterandintraframepredicted，integertransformandquantification．proposedentropycodingencryptionschemebaseonanalysesthestructurecharacteristicsofentropyc