Transparent encryption techniques for H.264/AVC and H.264/SVC compressed video

Transparent encryption of video content requires to provide a video preview that is left in plaintext, while the enhancement information is encrypted. In this paper we propose three algorithms that provide transparent encryption. The first two ones are based on the idea of generating controlled drift in such a way as to obtain the desired quality level, while the third algorithm employs scalable video coding. We provide experimental results on several video sequences, as well as a security analysis, showing that the proposed algorithms provide an effective framework to perform transparent encryption.     

A novel selective encryption scheme for H.264/AVC video with improved visual security

As cloud storage becomes more popular, concerns about data leakage have been increasing. Encryption techniques can be used to protect privacy of videos stored in the cloud. However, the recently proposed sketch attack for encrypted H.264/AVC video, which is based on the macroblock bitstream size (MBS), can generate the outline images of both intra-frames and inter-frames from a video encrypted by most existing encryption schemes; thus, the protection of the original video may be considered a failure. In this paper, a novel selective encryption scheme for H.264/AVC video with improved visual security is presented. Two different scrambling strategies that do not destroy the format compatibility are proposed to change the relative positions between macroblocks in intra-frames and inter-frames respectively, which in turn substantially distort the sketched outline images so that they do not disclose meaningful information. Moreover, the sign bits of non-zero DCT coefficients are encrypted to contribute to the visual security of our scheme, and an adaptive encryption key related to the intra prediction mode and the DCT coefficient distribution of each frame is employed to provide further security. The experimental results show that our encryption scheme can achieve a better visual scrambling effect with a small adverse impact on the video file size. Furthermore, the security analysis demonstrates that our scheme can successfully resist the MBS sketch attack compared with other related schemes. The proposed method is also proven secure against some other known attacks.     

基于H.264/AVC扩展的可伸缩视频编码技术

联合视频组（JVT）最近正在研究开发基于H.264/AVC标准的可伸缩视频编码（SVC）方法,并且准备将其纳入H.264/AVC标准的扩展中.本文概述了SVC的编码结构,并重点讲述了H.264/AVC可伸缩编码扩展的关键技术.     

基于H.264/AVC的视频信息隐藏算法

在H.264/AVC的帧内预测环节,调制H.264/AVC编码中I帧4×4亮度块的帧内预测模式实现信息隐藏.这种调制基于该模式与待隐藏比特之间的映射规则进行.宿主4×4块的具体位置由各块自身特点结合密钥所指定的嵌入位置模板确定.信息的提取过程不需要原始视频内容,也不需完全解码,而只要对码流中的帧内预测模式进行解码即可.     

H.264/AVC基本档次编码器实现时域可伸缩编码的方法

提出一种在H.264/AVC基本档次编码器中实现时域可伸缩编码的方案,该方案通过H.264/AVC标准所提供的多参考帧和内存管理控制操作机制来实现。对于现有的H.264/AVC解码器,不需任何修改,即可直接解码由本方案生成的时域可伸缩码流。     

视频编码H.264/AVC新技术及其优化

本文详细介绍了视频编码新标准H.264/AVC中的运动估计和运动补偿、预测、证书变换、量化、熵编码环路滤波、帧切换等技术及其优化设计.     

无SRAM的H.264/AVC去块效应滤波器

针对H.264/AVC中的去块效应滤波器,该文提出了一种新的滤波处理顺序,能够显著减小片上数据缓存容量,并以此为基础设计了一种去块效应滤波器的VLSI硬件新结构。该结构利用数据复用机制减少对片外存储的访问量、节省处理时间,同时不使用片内SRAM,将对片内SRAM的访问降为0。仿真结果显示,该电路在工作频率为100MHz时对HDTV能较好地实现实时滤波;在0.18m工艺下,综合后的等效逻辑门数只有16.8k。     

H.264/AVC中的SP/SI帧技术

SP/SI帧是最新的视频压缩标准ITU-T H.264(也称ISO/IEC MPEG-4/Part 10-AVC)中定义的两种新类型帧.探讨了SP帧技术的主要特性,即使使用不同的预测参考帧也能解码恢复出相同的SP帧;介绍了一般与SP帧联合使用的SI帧技术;分析了SP帧在流间切换、拼接和随机接入等应用中取代I帧的原理.通过仿真结果表明,在提供相同功能时SP帧的编码效率远远高于I帧.     

H．264／AVC率失真优化（RDO）策略研究

本文对H.264/AVC中所运用的率失真优化策略进行了深入研究。首先介绍了率失真理论及率失真优化模型,然后参照JM 8.4代码详细分析了H.264/AVC各模块的代价函数,并重点研究了其编码过程中率失真代价函数的运用策略。最后通过对JM 8.4代码的测试,得出率失真优化的性能,并对其优缺点进行了分析,提出进一步改进和优化的方向。     

一种基于H.264/AVC的高效块匹配搜索算法

本文针对H.264/AVC的编码特点,提出了一种利用时空域运动相关性的快速块匹配搜索算法.该算法充分利用了视频序列的运动程度与宏块编码模式间的关联特性以及运动矢量的统计特征,明显减少了运动估计的搜索复杂度.实验表明,本文方法的搜索速度分别比FS和DS算法平均提高了77.96%和32.19%;重建图像的PSNR比DS算法平均提高了0.06dB,更接近FS算法的编码质量.     

H.264/AVC率失真优化技术综述

基于视频标准H.264/AVC,对率失真优化技术进行了较为详细的介绍,分析了其运动估计和宏块编码模式的率失真优化,并对当前的率失真优化算法进行了总结,给出了测试模型JM7.6的率失真优化算法及改进算法.     

H.264/AVC在视频监控系统中的应用

H.264/AVC是由国际电信联盟(ITU)和国际标准化组织(ISO)共同制定的新一代视频编码标准,首先指出目前采用其他标准设计视频监控系统的不足,介绍和分析H.264/AVC采用的新编码技术,最后根据视频监控系统的特点,主要讨论H.264/AVC在视频监控应用中涉及的关键技术,包括SP/SI帧技术和分层编码技术。     

H.264/AVC高保真扩展的概述

联合视频组JVT最近刚刚完成对H.264/AVC标准的一系列功能扩展,这些扩展提供了许多更强大的功能,被统一命名为高保真扩展(FRExt).对高保真扩展进行了概述,并重点说明了高保真扩展的几个主要特征和功能.     

无线环境中H.264/AVC结构的改进

研究无线环境的视频传输是3G发展的关键.无线视频压缩编码不仅要求高压缩性能还要求适应无线网络的特征,这使得H.264/AVC成为目前惟一可选的编解码标准.文章介绍了H.264/AVC中适合用于无线视频传输的错误掩盖和抗误码的方法,讨论了基于无线网络如何应用这些方法,展望了无线环境中H.264/AVC需要的进一步改进.     

新一代视频编码标准H．264／AVC的关键技术研究

H.264/AVC是继H.263之后的新一代视频编码新标准,它采用了大量的新技术,适合各种媒体的传输和存储,可以面向交互式和非交互式应用.这里主要介绍了它的关键技术,通过仿真实验研究了H.264/AVC的优越性.实验结果表明,H.264/AVC在改善编码性能和提高编码效率以及传输鲁棒性方面与现有的任何标准相比,在同样保真度的条件下,可节省码率50%以上.     

H.264/AVC中并行通用变换结构设计

提出了一种用于H.264/AVC编解码器的通用并行变换结构,并利用Verilog语言进行了电路设计.该并行结构主要包含4个移位器和16个累加器,可以完成H.264/AVC中的全部4×4变换,包括4×4哈达马变换和4×4离散余弦变换和反变换,能够达到每个时钟周期处理一个像素点的速度.使用SMIC 0.18 μm工艺对该并行结构进行了综合,电路面积为3757门,工作在100 MHz时钟频率下的关键路径为10.3 ms.     

一种H.264/AVC反变换反量化IP核设计

提出了一种适用于H.264/AVC解码器功能完整的反变换反量化IP核的设计.设计中采用同一处理单元完成三种不同的反变换,反变换反量化的每个步骤采用独立的门控时钟控制,逻辑复用和门控时钟降低了功耗.实现结果表明本设计满足1080i高清码流的实时解码要求.     

H.264/AVC可变尺寸帧间预测块模式决策研究

文章对H．264／AVC中可变尺寸帧间预测块模式决策进行了深入研究。首先对JM8．4程序所采用的全搜索模式决策方法的步骤及率失真优化策略进行了分析。然后将日前巳提出的优化方法归类．并重点介绍和阐述了几种典型方法的理论依据以及决策思路。在理清思路的基础上，总结、归纳各类方法的优化思路。并比较了其优缺点，提出了最佳优化策略。     

H．264/AVC解码器中去块效应滤波系统

本文介绍了H．264/AVC编解码器中块效应产生的原因及去块效应滤波的算法原理,提出了基于FPGA平台实现的H．264/AVC解码器中的去块效应滤波系统的硬件设计方法,并通过了仿真验证。     

一种面向H.264/AVC的码率控制算法

码率控制是视频编码中非常重要的技术之一,任何标准离开码率控制其应用都会受到限制.H.264/AVC是目前最新的视频编码标准,本文根据H.264/AVC编码标准的特性及其HRD部分对码率控制的要求,提出了一种新的适合H.264/AVC的码率控制算法,该算法实现了率失真优化与码率控制的结合,使得在达到码率控制的同时也能保证较高的编码效率,同时在码率控制的过程中根据HRD缓冲区状态进行位分配调整,保证了编解码缓冲区既不上溢又不下溢.该算法作为技术提案已被H.264/AVC接受,并集成到H.264/AVC的校验模型软件中.