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     

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。     

基于四叉树的多媒体安全编码方案

由于图像、音频、视频等媒体数据具有数据量大，实时性要求高等特点，这对于加密算法也提出了相应的要求，而且由于采用传统的基于数论的加密算法对数据完全加密不能满足实时性要求，因此产生了对部分加密算法的研究，但这些算法也不能完全保证数据格式不变和压缩比不变等更高的要求；如果将压缩编码和加密过程相结合，则既能满足实时性要求，又能保持数据格式不变。鉴于四叉树结构常被应用于图像编码中，为此提出了两种四叉树置乱算法，并将其用于四叉树编码、小波零树编码、基于四叉树的分形编码等图像和视频编码中。理论分析和实验结果表明，由于这些算法将加密与编码过程相结合，因此具有以下优点：具有较高的安全性，且加密效果好；不仅能保持编码格式不变，而且便于对数据的直接操作；既能保持压缩比不变，又不增加额外数据；具有较快速度，能满足实时性要求等。     

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。     

高级加密标准Rijndael算法的一种改进

随着计算机网络等技术的发展,传统的数据加密标准DES算法将被新的高级加密标准Rijndael算法所代替。本文在原Rijndael算法的密钥扩展算法上进行了改进,使得在牺牲少许密钥装填速度的前提下,提高了Rijndael算法的安全性。     

一种使用帧间差值的图像传感器片上视频压缩算法

为了减少图像传感器视频数据的输出,提出了一种通过编码相邻两帧之间差值的无损视频压缩算法.算法首先将基于差分脉冲编码调制原理的差分操作在模拟域实现,减小了电路的复杂度.然后两帧之间的差值被基于块的无损压缩方案编码.实验结果证明,压缩后的图像数据可以被无损失的还原.通过对7个具有代表性的8位深度1280×720@60 fps的样本视频进行测试,在块大小为4×4和模式切换阈值为63时实现了最佳的压缩效果.在几乎没有光的条件下压缩率高达78.5％.在复杂运动场景下该算法压缩率为43.5％.提出的压缩算法更适用于长时间处于静止场景的视频录制.     

彩色图像加密与压缩关联算法

针对传统的加密方法在彩色图像压缩方面的不足,提出一种用于保密通信的彩色图像加密与压缩关联算法。设计一个混合混沌系统在空域对秘密图像进行置乱。混沌系统产生针对彩色图像混淆变换的变换矩阵,改变载体图像的像素值。秘密图像每一像素的编码值与载体图像在设定区域中最佳像素点的坐标一一对应。最佳像素点按照最小欧氏距离的原则在载体图像的设定区域内搜索。经过压缩编码后的秘密图像数据不再是传统的像素值,而只是与序号或者下标对应的编码值。当压缩了67%的图像数据时,重构图像和原始图像的相似度仍然超过95%。对密钥空间、密钥的敏感性、加密图像的统计特性等加密效果进行仿真实验,结果表明,该算法安全性高、压缩率大,是一种有效的、易于实现的加密算法。     

基于LCD模型的LCU选择性视频加密

为满足视频加密中部分信息加密的需求,提出一种基于最大编码单元(LCU)的选择性视频加密方案。结合高效视频编码标准得到四叉树分割下的编码单元差值图,设计LCU灰度相关度与中心距离加权融合的LCU相关距离模型,统计差值图的LCU相关性,使LCU具备可选择性加密能力,并将Arnold置乱算法应用于方块化的LCU,通过多LCU块的加密增加破解难度。实验结果表明,与现有视频加密方案相比,该方案对于视频关键区域的加密具有更高的安全性。     

阈值对游程编码压缩率影响分析

游程编码是一种无损压缩算法,其简单、易于实现的特性也使它得到了广泛的应用.传统的游程编码选取固定的阈值,这在特定数据类型下限制了压缩率的提高.通过严谨的数学分析推导出了在全数值范围内不同阈值对游程编码压缩率的影响,并进行了程序验证,得出结论,为不同类型的数据对游程编码进行改进给出了通用解决方案.     

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     

基于JPEG的固定背景视频压缩算法研究

为了对固定背景视频进行压缩并获得较高的压缩比,在JPEG静止图像压缩标准的基础上提出了一种新的应用于固定背景视频压缩的算法.对第一帧图像进行JPEG格式的压缩并保存量化后的离散余弦变换系数,对第一帧后的每一帧图像,在进行离散余弦变换和量化后,先同存储器内的第一帧图像的离散余弦变换系数进行异或运算再进行熵编码.通过使用该算法和H.264视频压缩标准对同一段固定背景视频进行压缩并比较压缩后的数据量,表明了该算法具有较高的压缩比.     

Rijndael算法在数字图像置乱中的应用

Rijndael加解算法具有良好的安全性和高运行效率,被公认为较好的密码算法。针对数字图像数据量大、冗余度高、像素间相关性强的特点,将Rijndael算法中的轮密钥异或、S-盒变换、行移位变换和列混合变换应用在图像加密中,提出了基于Rijndael的图像置乱算法,主要实现了图像像素的像素值变换、图像像素的替换和图像像素的置换。实验结果表明,加密后的图像类似于白噪声的图像,达到了较为理想的置乱效果。     

基于Rijndael的彩色图像加密算法的研究

Rijndael算法是针对一维数据流的密码算法.将Rijndael应用在数字图像加密中,并改进了Rijndael中的行移位变换、列混合变换和密钥扩展方案,提出了一种基于Rijndael和随机数序列的图像置乱算法.该算法主要利用密钥异或来实现图像像素值的变换、S-盒变换来完成图像像素的替代、行移位变换和列混合变换来实现图像像素的重新排列.由于有Rijndael的安全性作为保证,使加密后的图像安全性得到进一步地提高.     

格式兼容的视频加密算法设计与实现

现有格式兼容的加密算法在安全性、可操作性和解码耗时等方面各有优劣。针对上述情况,提出一种新的视频加密算法。该算法根据MPEG视频标准,通过改变宏块条竖直位置值进行置乱,实现图像的加密。理论分析与仿真实验结果证明,该算法简单易行,安全性高,加密数据量少,加密速度快,且对数据压缩率无影响。     

基于MPEG标准的视频压缩技术分析与研究

随着数字化技术与计算机技术的发展,数字信号已取代了传统的模拟信号,成为视频信息存储与传输的主要方式。为解决数字信号编码的数据膨胀问题,各类视频标准均采用了高效的压缩算法对数字信号进行编码压缩,本文详细分析当前主流的视频标准MPEG标准的核心压缩算法,并对视频压缩算法的技术趋势进行了展望。     

一种基于四叉树的空域图像选择加密算法

提出一种基于四叉树结构的选择加密算法。对空域图像位平面采用四叉树编码,根据四叉树编码的结构特点对数据进行置乱和选择加密,对加密算法进行加密数据量分析和安全性评估。实验结果表明,该算法安全性较高,其空域图像的加密数据量为一般加密算法的50%左右。     

基于SOC+FPGA的航管雷达终端综合记录系统设计

针对航管雷达终端对显示画面、雷达视频、监控视频、台位语音、航迹数据、操控数据等信息的综合记录需求,对各类数据的特征和应用场景进行了研究,采用了以集成ARM A9处理器和视频编解码引擎的SOC为主,高性能FPGA为辅的综合记录系统架构,高速、高集成度电路设计方法和模块化、并行化的软件设计方法,高效、灵活的音视频压缩算法,实现了一种基于SOC+FPGA的航管雷达终端综合记录系统。解决了现有记录系统数据记录信息不完整、记录时长短、设备量大等问题。经实际产品测试,该综合记录系统满足了航管雷达终端记录的各项功能、性能指标,具备产品推广应用的条件。