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随着多媒体和计算机网络技术的发展,多媒体视频应用的范围扩展到经济、军事、政治、教育等各行业。政治、经济、军事等敏感场合对保密性和安全性的要求,激励了视频加密算法的研究,使得视频加密成为一种广泛、迫切的需求。
2003年5月,视频编码标准H.264/AVC正式推出,成为新一代的视频编码国际标准,它具有高效的压缩性能和易于网络传输的能力,是近几年内视频编码技术研究的主要方向,必将获得广泛的应用。
本论文的工作围绕视频安全算法的研究热点展开,针对高保密级别需求提出了一种基于H.264视频关键信息的加密算法;针对H.264采用的新技术一灵活宏块排序(FMO),提出一种随机置乱FMO-map的加密算法。
基于H.264关键信息即DCT整数变换系数和运动矢量相结合的视频加密算法通过对运动矢量及整数变换量化系数的合理选取,结合原有DCT系数加密算法,实现对视频信息的加密,算法具有较高的安全性、计算复杂度低、数据可操作性强、抗差错扩散性等优点,对于运动剧烈的图像即含±1的AC系数及MVD系数较多的视频序列具有较好的加密效果。
基于FMO-map置乱的视频加密算法通过产生一个随机顺序的码表来置乱FMO-map,打乱了视频排列的顺序,达到视频流加密的目的,并将随机置乱码表加密后传输。算法在安全性、压缩比改变率和计算复杂度方面都具有良好的性能。
基于VC++/MFC设计开发了H.264的视频加密测试平台,具有H.264视频编码、加密、解码、播放、测试结果统计及操作信息反馈功能,支持不同的视频加密算法,具有可操作性强、扩展性好等优点,为进一步研究各种视频加密算法提供了实验平台。