基于h.264标准的视频编码与加密算法研究

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1、单位代码：10293密级：公开硕士学位论文论文题目：基于H.264标准的视频编码与加密算法研究学号1011010505姓名周刚导师吴蒙教授/博导信号与信息处理学科专业研究方向无线通信与信号处理技术申请学位类别工学硕士论文提交日期二〇一四年四月万方数据ResearchofEncodingandEncryptionAlgorithmBasedonH.264ThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByGangZhouSupervisor:Prof.Me

2、ngWuApril2014万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论

3、文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________万方数据摘要视频通信正成为当下应用的热点。H.264以其高压缩比、高图像质量、高容错性和网络适应性，广泛的应用于视频压缩编码。由于网络的开放性和人为的攻击，视频传输并没有得到安全保障。我们对视频进行加密方面的研究保证

4、信息的安全性。H.264新加进的技术的算法复杂度以及加密算法的使用，视频实时传输的需求特性得不到保障，我们必须对原有的算法进行性能优化。本文分析了H.264编码结构，帧内预测和帧间预测是整个编码流程中算法最复杂的过程。因此对亮度快帧内预测两种模式I44和I1616进行预先判决，再对I44的9种模式进行分类并缩减了模式选择范围，减少了模式选择计算的次数。同时对帧间预测模式也进行了模式范围的缩减。通过测试结果知道，在保证了视频质量的基础上，提高了编码器的编码速度。针对视频信息的安全性，在分析H.264编码性能与结构的基础上，选择利用对称加密算法AES对视频编码中帧内编码宏块(I帧、P/B帧中

5、I模块)的DC差分系数进行加密运算。实验结果显示采用此加密方法不仅加密数据量少，降低算法复杂度，保证了实时性，而且也保证的视频的安全性。论文最后将算法移植到OMAP4430嵌入式系统上进行测试，实验结果显示实时性和安全性能等都达到要求。关键词:H.264，帧内预测，优化，AES，加密，OMAP4430I万方数据AbstractVideocommunicationisbecomingahotspotofthecurrentapplication.Becauseofthehighcompressionratio,highqualityofpictures,strongfaulttolerancea

6、ndnetworkadaptability,H.264hasbeenwidelyusedinvideocodingcompression.Duetotheopennessofnetworksandartificialattacks,videotransmissionisnotsecure.Becauseofthecomplexityofnewtechnologiesandtheaddedencryptionalgorithm,thereal-timetransmissionofthevideocannotbeguaranteed.Sowehavetooptimizetheperformance

7、oftheoriginalalgorithmForreal-timetransmission,weanalysethecodingstructureofH.264andlearnedthatintra-predictionandinter-predictionarethemostcomplexprocessintheentirecodingprocess.First,wemakepre-judge