基于h.265的视频加密算法研究与实现

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1、硕士学位论文题目:基于H.265的视频加密算法研究与实现研究生陈谢专业计算机技术指导教师李建军教授完成日期2016年3月梳州电子科技大学学位论文原创性声明巧使用授权说明原创性声明本人郑重声明：，所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下独立进行研巧工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本义的研究做化重要贡献的个人和集体，均已在文中＾？明确方式栋明。申请学位论文与资抖若有不实之化一，本人承巧切相关贵任。论文作者签名；曰期：年月曰鴻、儀＾学位论文使用授权说

2、明］本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，目：研巧［生在校攻读学位期间论文工作的知识产枚单位属杭忡！电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文；１：作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论艾的挺印件＞允许查阅和借阅论文；学校可从公布论文的全部或部分内容，可允许巧用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名；碱满Ｉ曰期：１句１年矣月Ｉ曰八）‘指导教师豁名曰期？年月曰【［１心？＾ＩDissertationSubmittedtoHang

3、zhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterTheResearchANDRealizationofVideoEncryptionAlgorithmBasedonH.265Candidate:ChenxieSupervisor:Prof.LijianjunMarch，2016杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着数字媒体和网络技术的快速发展，一系列的视频压缩标准被提出来，从之前的H.263标准，到现在广泛使用的H.264标准，并且已经应用在视频各个领域，比如数字电视、网路点播、视频会议、视频监控、医学成像、数字摄影等领域

4、。然而，在这些应用中，视频的内容有被非法窃取和肆意破坏的可能，这将会对人们的生活和社会的稳定产生重大威胁。因此对视频内容及其版权的保护变得尤为重要。目前，大量研究者针对视频内容保护提出了相关的加密算法，取得了不少相关的研究成果，对视频内容的保护起到了积极的作用。然而，现有的视频加密算法或多或少存在一些问题。例如，基于编码过程中的符号加密算法，其加密空间非常有限，加密系统和视频内容的安全性较低；基于熵编码CABAC的加密算法，其格式兼容性很难兼顾，不适合实际的应用；直接加密熵编码之前的语法元素的算法，影响了视频中信源的统计信息，使得编码性能降低；随着高清

5、、超高清视频的发展，基于H.264等编码标准的加密算法已很难满足未来的需要。针对这些问题，本文提出了基于新一代视频编码标准H.265的视频加密算法，旨在解决加密过程中的视频安全性、视频的编码性能和视频的格式兼容性之间的平衡问题。相关工作如下：1)视频中的内容涉及到视频中的幅值信息，为此本文选择了变换系数为加密对象；要保持视频的压缩性能就不能改变编码过程中信源的统计信息，为此本文选择了变换系数的熵编码过程为加密阶段；CABAC作为H.265中唯一的熵编码器，要保证加密过程中视频格式的兼容性，本文对与变换系数相关的语法元素coeff_abs_level_r

6、emaining二进制过程中截断莱斯后缀码和K阶指数哥伦布后缀码进行加密。该语法元素是旁路编码，因此不会影响视频编码的压缩性能和比特率。在算法仿真阶段，对实验数据进行了重点分析。2)本文的第一个算法研究其本质上只是改变了视频中物体的幅值信息，并没有改变视频中的运动信息，基于这一点不足，提出了将运动信息和幅值信息进行联合加密的方案。具体做法是加密语法元素coeff_abs_level_remaining二进制过程中截断莱斯后缀码和K阶指数哥伦布后缀码的同时，再对H.265中新的运动矢量预测技术-Merge模式进行加密，以改变视频中物体的运动信息，达到更大

7、程度上地视频扰乱效果。Merge模式的改变，不影响视频的格式兼容性，不过会在一定程度上影响编码性能。本算法旨在以微小的压缩性能降低和比特率增加I杭州电子科技大学硕士学位论文为代价，实现了对视频内容更大程度上的保护。本文算法重点解决了幅值信息在CABAC熵编码过程中加密后视频格式不兼容的问题，并以视频格式兼容为前提，实现了编码性能和加密效果良好地统一。关键词：视频加密，H.265/HEVC，CABAC,二进制化,运动矢量预测融合模式II杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofmultimediaandinter

8、nettechnologyrapidly,aseriousvideocodingstandar