一种基于H.264 CABAC的视频加密方案

基于块的数字视频编码一般包括运动估计、残差块变换和熵编码三个阶段。针对传统的视频加密方案是对第二阶段中的残差变换系数进行的加密,提出了一种基于H.264CABAC熵编码的视频加密方案。该方案充分利用了流密码加密简单、运算快的优点,将加密过程置于视频编码的第三个阶段。并利用可灵活配置的加密模块和密文反馈模式,增强加密的安全性。理论分析和实验结果表明,提出的算法具有计算简单、安全高效、易于实现、不改变视频格式和压缩效率的优点。     

一种多重加密的算法及其实现方案

提出一种多重加密的算法.针对以8 bit为一字节的数据格式提出了一种实现的方案.在此基础上加入码字分割技术,从而提出了一种改进的方案.并分析和比较了两个方案的加密效能.     

基于DAS模式的电子商务系统模型设计与研究

用xml半结构化数据文件系统代替普通B/S模式的传统数据库,设计了DAS（Data As a Service）模式下的电子商务模型,主要包括客户端数据加密、服务器密钥管理和数据服务提供商对xml加密数据的查询处理等.结合xml索引技术与基于层次的Dewey编码搜索方法实现用户订单xml加密数据的查询处理.该方案在保证系统的安全性、稳定性前提下,大大减小了系统的维护成本,提高了系统的性能和运行效率,有利于促进企业的效益.     

基于类DNA编码分组与替换的加密方案

传统加密方案一般基于香农提出的置乱和分散理论进行设计,实验证明,基于位面的图像加密方案具有更好的有效性。该文提出一种新颖的位面层次的基于编码分组与替换的加密算法。该算法首先依据DNA编码以及中心法则对原始媒体进行编码,然后利用随机置乱分组方案对编码密码子序列进行分组,这样,根据编码后的序列和分组方案可以确定一种任意进制的数制系统。最后,利用基于超混沌系统和该数制系统产生随机加密控制信息,并利用该加密控制信息和分组方案来替换对应的编码后序列,从而实现加密。理论分析和实验结果均表明,该文提出的方案和现有的一些方案相比,具有更好的性能。     

一种适合于H.264实时视频传输的新型加密方案

H.264是由ITU-T和ISO/IEC联合制定的最新视频编码标准,其安全加密技术正成为研究的热点.文章通过研究适合于H.264加密的侯选域,提出了一种加密与压缩相结合的新型视频加密方案,该方案包括崭新的CAVLC(基于上下文的自适应变长编码)与QTC(量化变换系数)加密同步,预测模式置乱和运动矢量置乱.理论分析和实验结果表明,此方案速度快,安全性高,传输误码鲁棒性较强,并对压缩比影响小.     

非对称双线性对下的基于身份的加密方案

基于身份的加密是一种直接以用户的身份作为公钥的加密方案。自提出以来,利用双线性对实现基于身份的加密方案的案例已经有很多,但是这些方案大都是采用对称的双线性对,即要求作为映射输入的两个群相同。这无疑缩小了映射中所选取的椭圆曲线的范围,将在一种更一般的条件下,即在非对称双线性对下,基于判定性双线性Diffe-Hellman（BDHE）难解问题在标准模型下构造出一种新型的基于身份的加密方案,并证明其在标准模型下具有不可区分的选择身份的选择明文（IND-sID-CPA）安全性。     

正交相位编码的同轴全息加密存储系统的研究

通过调制具有不同编码单元的参考光，对信息光进行分页式加密存储。提出两种参考光编码加密模式，即扇形参考光编码模式和随机位置参考光编码模式，并对这两种方法进行验证。实验结果表明，这两种方式都通过正交相位编码完成加密解密的过程。对两种方法的加密性进行评估，不同密钥对应的加密信息之间的相似度均值分别为0.57和0.02，均方误差的平均值分别为537和1872。随机位置参考光编码模式下的同轴系统安全性更高。正交相位加密技术可以有效地防止存储数据被非法访问和窃取，保证了数据的安全性。     

单通道彩色图像加密方案

设计了一种基于三相位编码的单通道彩色图像加密方法。将彩色图像转换到HSI空间,I分量即可作为相位编码的原始待加密图像;H分量可作为第1个相位,采用双图像加密算法对S分量加密后得到的相位,与H分量构成了对I分量加密的2个相位,第3个相位密钥是S分量加密后得到的相位与变换输出的相位之差。由于基于分数傅里叶变换(FrFT)的双随机相位编码技术具有很高的安全性,在增加一重相位编码后,进一步提高了安全性,在不知道密钥的情况下几乎不可能获得原图像信息,由此保证了彩色图像加密的安全性。模拟实验结果验证了该方法的有效性和安全性。给出了光学实现方案,基于该算法设计了多幅彩色图像的加密方案。     

一种基于行程长的无损选择加密算法

文中主要介绍了一种基于行程长的无损选择加密方法，首先对图像住平面采用行程长编码，再过滤掉对图像的主体部分不构成影响的短行程，使得所需加密的内容减少，然后对所选的内容进行AES或者基于LFSR的流密码加密，最后对加密方案作了安全性评估，表明这是一个快速安全的选择加密算法．     

基于达芬奇平台的H.264视频流加密终端的设计

设计了基于TI公司达芬奇芯片TMS320DM6446的H.264视频流选择加密终端.针对H.264视频编码结构的特点,提出一种基于数据分割模式的视频流选择加密策略,详细描述了终端的硬件系统和软件设计.实验结果表明,待加密的数据量大为减少,能够对CIF格式H.264视频流进行实时加密.     

基于CABAC的视觉质量可控的H.264视频感知加密算法

在视频点播等应用中,为了刺激消费者购买高质量的视频,需要对视频进行特别的感知加密,使视频加密后仍然部分可见。该文提出一种Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC)的视觉质量可控的快速感知加密算法。利用2D超混沌系统生成的流密码对重要的语法元素和敏感的编码元素异或加密。加密内容包括运动矢量差的符号位、非零系数符号位和语法元素significant_coeff_flag。分析及实验结果表明,提出的感知加密算法对码率无影响,编码时间仅增加7左右,视频质量随着质量因子的改变而变化,满足视频感知加密的应用需求。     

Transparent encryption with scalable video communication: Lower-latency,CABAC-based schemes

Selective encryption masks all of the content without completely hiding it, as full encryption would do at a cost in encryption delay and increased bandwidth. Many commercial applications of video encryption do not even require selective encryption, because greater utility can be gained from transparent encryption, i.e. allowing prospective viewers to glimpse a reduced quality version of the content as a taster. Our lightweight selective encryption scheme when applied to scalable video coding is well suited to transparent encryption. The paper illustrates the gains in reducing delay and increased distortion arising from a transparent encryption that leaves reduced quality base layer in the clear. Reduced encryption of B-frames is a further step beyond transparent encryption in which the computational overhead reduction is traded against content security and limited distortion. This spectrum of video encryption possibilities is analyzed in this paper, though all of the schemes maintain decoder compatibility and add no bitrate overhead as a result of jointly encoding and encrypting the input video by virtue of carefully selecting the entropy coding parameters that are encrypted. The schemes are suitable both for H.264 and HEVC codecs, though demonstrated in the paper for H.264. Selected Content Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) parameters are encrypted by a lightweight Exclusive OR technique, which is chosen for practicality.     

基于熵编码的立体视频加密与信息隐藏算法

针对立体视频的安全性,该文提出一种基于熵编码的立体视频加密与信息隐藏算法。首先,结合立体视频编码结构,分析误差漂移的物理机制,并根据立体视觉掩蔽效应,确定左右视点的加密帧和隐秘信息待嵌入帧。其次,在基于上下文自适应二进制算术编码(CABAC)的熵编码中,通过等长码字替换技术,实现立体视频的加密和信息隐藏。实验结果表明,视频码流经加密与信息隐藏之后格式兼容、比特率不变,视频感知质量无明显下降,在计算复杂度和码率增加率上有显著优势。     

Novel H.264/AVC entropy coding mode decision

In this work, we propose a novel entropy coding mode decision algorithm to balance the tradeoff between the rate-distortion (R-D) performance and the entropy decoding complexity for the H.264/AVC video coding standard. Context-based adaptive binary arithmetic coding (CABAC), context-based adaptive variable length coding (CAVLC), and universal variable length coding (UVLC) are three entropy coding tools adopted by H.264/AVC. CABAC can be used to encode the texture and the header data while CAVLC and UVLC are employed to encode the texture and the header data, respectively. Although CABAC can provide better R-D performance than CAVLC/UVLC, its decoding complexity is higher. Thus, by taking the entropy decoding complexity into account, CABAC may not be the best tool, which motivates us to examine the entropy coding mode decision problem in depth. It will be shown experimentally that the proposed mode decision algorithm can help the encoder generate the bit streams that can be decoded at much lower complexity with little R-D performance loss.     

H.264/AVC算术编码的优化实现

在H．264视频压缩标准中采用了高效的算术编码CABAC方案，CABAC提高了编码效率，但同时增加了编码复杂度。分析CABAC的复杂度，指出CABAC优化方向，提出其低复杂度实现算法。主要从上下文模型、重要图和宏块类型的CABAC编码3个方面对CABAC软件算法进行了优化，并在JM参考软件中进行了验证，实验结果表明CABAC的编码复杂度降低了40％。     

基于H.264/AVC视频安全级别可分的加密方案

针对当前视频数据易复制、易篡改等特征,为了保护视频数据的安全,提出了一种基于H.264/AVC视频编码标准的视频加密方案.利用流密码加密简单、运算速度快等优点,采用高级加密标准(AES)的密码反馈模式(CFB)对H.264/AVC标准的序列参数集(SPS)、图像参数集(PPS)中能加密的语法元素和Ⅰ帧的码流进行加密.针对不同视频应用所需求的安全级别不同,在宏块级别选取一定数量的宏块进行选择性加密,得到安全级别可分的加密方案.最后,从算法的安全性、实时性、压缩率等方面进行分析.实验结果表明,该算法达到了视频内容安全的要求,满足实时性,并且减少了加密数据量.     

CABAC熵编码机制下有效的变换域码率估计技术

 CABAC是H.264/AVC视频压缩标准中采用的一种熵编码机制,结合RDO模式选择技术,可以降低20％的码率.在RDO模式选择过程中,需要对编码块的每一种候选模式进行熵编码以获得编码位数,这在很大程度上增加了视频编码的计算复杂度.为了避免复杂的Lagrange耗费计算,本文第一次提出了一种CABAC熵编码机制下的变换域码率估计方法,基于量化变换系数和运动向量差对熵编码位数进行估计.在此基础上,本文将码率估计技术应用在RDO模式选择中,提出了基于码率估计的快速模式选择算法,减少了模式选择的计算时间.模拟结果显示,本文提出的CABAC熵编码机制下的变换域码率估计技术在对编码性能影响不大的情况下,减少了模式选择中51％的率失真耗费计算时间,采用全搜索运动估计算法时,节省33％的总编码时间.     

Efficient Differential Pixel Value Coding in CABAC for H.264/AVC Lossless Video Compression

Since context-based adaptive binary arithmetic coding (CABAC) as the entropy coding method in H.264/AVC was originally designed for lossy video compression, it is inappropriate for lossless video compression. Based on the fact that there are statistical differences of residual data between lossy and lossless video compression, we propose an efficient differential pixel value coding method in CABAC for H.264/AVC lossless video compression. Considering the observed statistical properties of the differential pixel value in lossless coding, we modified the CABAC encoding mechanism with the newly designed binarization table and the context-modeling method. Experimental results show that the proposed method achieves an approximately 12% bit saving, compared to the original CABAC method in the H.264/AVC standard.     

基于HEVC的CABAC二进制算术编码器的FPGA实现

本文基于H.265/HEVC视频编码标准,实现了CABAC编码中二进制算术编码器常规编码模式下的一种硬件流水线结构,根据算法特性设计并优化了编码器的硬件架构,将概率状态数据储存在SRAM中,并使用查找表优化概率估计更新运算;对编码数据进行打包处理,简化概率估计更新带来的计算,以优化视频数据流编码速度;二进制算术编码采用多级流水线结构,支持四路并行编码。仿真结果表明,本文的硬件CABAC二进制算术编码器平均每时钟周期可以完成4个bin的编码,符合较高帧率的1080p视频实时编码要求。