面向HEVC視頻內(nèi)容保護的加密與水印算法研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的存儲與傳播變得非常便捷。然而，在人們能夠便利地獲取視頻數(shù)據(jù)的同時，視頻信息的安全性問題也隨之而生，比如:視頻機密內(nèi)容的泄露、視頻版權(quán)的非法使用等。為此，人們相繼提出了視頻加密技術(shù)、視頻水印技術(shù)和視頻控制訪問權(quán)限方案等一系列方法，來解決視頻數(shù)據(jù)在存儲和傳輸過程中可能會出現(xiàn)的問題。
　　高效視頻編碼（High Efficiency Video Coding，HEVC）是目前最新的一代

2、視頻編碼標準，對于視頻數(shù)據(jù)的編碼壓縮，廣泛使用HEVC編碼標準將是大勢所趨。由于HEVC的編碼規(guī)則相較H.264引入了一些新的技術(shù)，比如:編碼單元、改進的幀內(nèi)預測技術(shù)和先進的幀間技術(shù)等?，F(xiàn)有的基于H.264的視頻安全方案無法完全適用于HEVC的視頻編碼。同時，目前針對HEVC所提出的視頻安全方案較少，所以在論文中提出了一些面向HEVC視頻的內(nèi)容安全算法，主要工作如下:
　　(1)提出了一種基于Rossler混沌系統(tǒng)的HEVC選擇性

3、加密方案。首先，利用Rossler系統(tǒng)的不可預測性構(gòu)造出了一個偽隨機二進制序列生成器，然后結(jié)合產(chǎn)生的密鑰流，選取HEVC中的運動信息和殘差系數(shù)進行選擇性加密。特別是在針對殘差系數(shù)的加密中，提出了一種對直流系數(shù)加密且格式兼容性強的加密算法。實驗結(jié)果表明，此方案能夠?qū)σ曨l的圖像內(nèi)容產(chǎn)生較強的置亂效果，具有較好的感知安全性，同時具有格式兼容性。
　　(2)提出了一種HEVC結(jié)合視頻加密的可逆水印方案。該方案針對最新編碼標準HEVC的特點

4、，在視頻編碼的過程中進行選擇性加密，通過RC4流密碼系統(tǒng)加密運動矢量差值(Motion Vector Difference，MVD)的符號和殘差系數(shù)的符號然后在殘差交流系數(shù)中嵌入無法感知的可逆水印，對視頻進行標記來保護版權(quán)和認證視頻的完整性。視頻在加密和嵌入水印之后，生成的碼流文件能夠保持格式兼容性，文件大小只有一點增加。實驗結(jié)果表明該方案具有良好的可行性和高效性。
　　(3)根據(jù)上述的兩種視頻安全方案，設計并實現(xiàn)了一個基于HEV