基于非均勻離散余弦變換的ＭＰＥＧ－４視頻內容保護

摘 要：由于視頻數據量大、處理上實時性要求高，加密方法的效率通常是視頻內容安全的關鍵。在MPEG-4框架下，提出了一種新的視頻保護方法。該方法利用非均勻離散余弦變換(NDCT)取代視頻編解碼中的常規離散余弦變換(DCT)，對MPEG-4視頻數據在頻域上進行加擾保護和解擾，并將控制離散余弦變換非均勻性的參數作為密鑰使用。由于不存在專門的密碼操作模塊，整個方法的時間和空間開銷與正常的編解碼相當，且從保護效果和安全性方面滿足了大量應用的要求。

關鍵詞：非均勻離散余弦變換；MPEG-4；視頻保護；內容保護

中圖分類號：TP309 文獻標志碼：A 文章編號：1001-3695(2008)08-2469-05

Content protection for MPEG-4 video based on non-uniform DCT

ZHAO Xian-feng1， LI Ning1，2， DENG Yi1， 3， XIA Bing-bing1

(1.State Key Laboratory of Information Security， Institute of Software， Chinese Academy of Sciences， Beijing 100080， China; 2.Graduate School， Chinese Academy of Sciences， Beijing 100039， China;3.Dept. of Electronic Engineering Information Science， University of Science Technology of China，Hefei 230026， China)

Abstract:Because of the huge size of video data and the need of real-time processing， the efficiency of encryption is often vital for video content protection. In the framework of MPEG-4， this paper proposed a new video protection scheme. It adopted non-uniform DCT (NDCT)， instead of the common DCT that had been used in the codec， to protect video in transform domain， and took the parameters as a private key， which controled the non-uniformity of the NDCT. The time and space cost of the scheme was nearly the same as the normal processing of encoding and decoding， since there was no specially introduced encryption module. And for many applications， it met the requirements of protection effect， and security.

Key words:non-uniform DCT; MPEG-4; video protection; content protection

0 引言

隨著信息技術和Internet的快速發展，數字多媒體視頻被廣泛應用。由于在應用中往往不希望非授權方獲得視頻內容，視頻內容保護的研究也逐漸受到重視。早期的保護方法大多依賴于權限控制，如視頻點播通過用戶名、口令實現觀看和下載控制，這類方法的缺陷是視頻數據本身沒有被加密，在傳輸過程中容易被竊取。其需要通過視頻數據加密來保證內容的安全性。視頻數據處理具有處理數據量大、實時性要求高的特點，但是，多數視頻的應用局限于娛樂行業，在機密性上不需要特別強的處理，可以只需將非法接收的視頻質量降低到一定水平并確保攻擊者難以通過分析獲得高質量的內容即可，這實際上屬于對版權權益進行保護和控制。以上情況決定了視頻加密與傳統數據加密的區別，Liu等人^[1]提出了多媒體加密的概要需求，指出需要使用特殊的加密算法達到相應的目的。

當前，視頻加密主要分為直接加密和選擇加密兩類。早期的視頻加密將視頻數據流看做一般的二進制數據，利用DES、IDEA等傳統加密算法對其直接加密。其中：比較典型的是Qiao等人^[2]提出的一種直接視頻加密方法，它將明文塊分成奇偶兩部分，奇數塊部分用DES加密，偶數部分和奇數部分按位異或，最終將兩部分拼接得到密文。這類方法的優點是它們獲得了傳統加密算法的高度安全性，但是，所付出的代價是計算復雜度較高，難以在一些情況下更好地滿足視頻處理在實時性上的要求。近年來，國內外視頻加密主要的研究方向是選擇加密，這類方法根據視頻數據自身結構上的特點，在數據壓縮、編碼過程中選擇部分數據進行加密，用相對較小的計算復雜度獲得了較高的安全性。其中，Tang^[3]提出了離散余弦變換（DCT）系數置亂的方法，他在編碼器使用二維DCT變換將空間域數據變換到頻率域后，對變換后的系數矩陣部分進行加密與置亂操作；Shi等人^[4]提出了一種部分加密DCT系數符號的方法，他將符號位的數據拼接成比特流，然后與偽隨機比特流進行異或，再將加密后的符號位放回原數據中；Zeng等人^[5]提出了對頻率域數據選擇性置亂和加密的一般性方法，提出對于DCT變換數據可以采用加密變換系數的符號、進行塊間置亂或塊內置亂、加密運動補償向量的符號等幾種保護方法；Agi等人^[6]提出將MPEG視頻流與DES算法通過子反饋方式產生的密鑰流按位進行異或，輸出結果就是加密后的視頻，而且可以通過有選擇地控制加密不同部分來實現不同的安全級別。

雖然選擇加密方法結合了視頻編碼數據的一些特性，在計算代價相對較小的情況下，實現了一定的內容安全性，但是這類方法的本質仍是通過在編碼過程中加入加解密模塊來實現加密處理，且存在與標準視頻編碼不兼容的問題^[7]。當前，視頻設備不斷向小型化、移動化方向發展，這些設備自身計算能力和物理空間有限，造成上述方法無法很好地滿足實時性和裝置簡單性的要求。因此，近年來，視頻加密的一個趨勢是將加密與編碼更加緊密地結合起來，在編碼過程中實現對視頻內容更加高效的保護，并盡可能減少專設的加密模塊。Wu等人^[8]提出了采用多種Huffman編碼樹（MHT）實現視頻內容保護的方案，它采用多種熵編碼的統計模型，生成多棵可供使用的編碼樹，通過密鑰控制生成編碼過程中具體數據段所選擇使用的編碼樹序列來實現內容保護，將保護過程融入到了編碼過程中。但是，MHT方案需要訓練生成大量的編碼樹用來保證密鑰空間足夠大，造成了不小的負擔；同時該方案對于選擇明文攻擊是脆弱的^[8]。

為了進一步將加密與編碼過程緊密地結合，同時保證視頻加解密的安全性和實時性，本文基于參數密鑰化的非均勻DCT（NDCT），提出一種全新的方法來實現MPEG-4視頻標準的內容保護。該方案利用密鑰控制NDCT的非均勻性，在編碼過程中引入了具有隨機成分的NDCT變換矩陣，替代常規的DCT變換矩陣進行DCT變換，從而實現對視頻數據的加擾保護。該方案的特點是保護過程與編碼過程結合程度更高，由于沒有專設的加密模塊，加密代價更小，一般與普通編解碼相當，同時具有滿足大量應用需求的安全性。

1 編碼與加密相結合的現有方法及其不足

目前，在國內外提出的視頻加密和加擾算法中，將編碼與加密相結合的算法比較少，僅主要包括Wu等人^[8]提出的MHT和MSI（multiple state indices）加密方法，其思想都是通過選擇不同的編碼參數實現加密。MHT方法采用多個Huffman編碼表，在視頻編碼過程中通過密鑰控制當前數據編碼所采用的Huffman編碼表。其算法的加密部分如下：

a）產生2k個不同的Huffman編碼表，編號依次標記為0~2k-1；

b）產生偽隨機向量P=(p1，p2，…，pn)。其中：pi是在[0， 2k-1]范圍內取值的k比特整數；

c）對于原始視頻流中的第i段數據，采用第p(i-1(mod n))+1個編碼表進行編碼操作。

從加密方案可見，它將數據流的壓縮編碼與加密過程同時完成，沒有附加過多的計算，所以這類方法相比以前的視頻加密方法是比較高效的。

Wu等人^[8]認為熵編碼的統計模型是不斷變化的，有較大的模型空間，這使得窮舉搜索攻擊不可行。雖然他們提出的方案將編碼與加密比較緊密地結合在一起，在較低的計算代價下達到了一定的安全性，更好地滿足了視頻處理在實時性上的要求，但是，該方案仍然有一些不足。首先，該方案在密鑰空間生成上存在不足。熵編碼視頻加密方法的密鑰空間主要取決于編碼過程中可選的Huffman樹的個數，按照作者的方法，可以通過以下兩種途徑來生成這些異構的Huffman樹：

a）通過分別對不同的涵蓋各種視頻圖像模式的視頻集進行訓練，建立相互無關的統計模型，從而得到相應的Huffman編碼表，但是，這種方案的開銷太大，有一定的局限性。

b）只訓練四棵不同的基本Huffman樹，然后利用變換規則。在這個基礎上得到其他的變換表。其中，變換規則是隨機交換調整Huffman編碼樹中連接左右子節點的邊所表示的數值，從而得到異構的Huffman樹（圖1）。這種方法雖然一定程度上解決了密鑰空間生成的問題，但是無論是哪種方法，都需要在編、解碼器中存儲所有的可選Huffman編碼表，一定程度上使得該方案與原有的編碼器不兼容；其次，該方案在保密性上存在不足。

如前所述，該方案通過生成偽隨機向量P=（p1，p2，…，pn）來標志視頻在編碼過程中具體數據應該選取的Huffman編碼表。雖然這種方法因為密鑰空間足夠大，能有效地對抗窮舉攻擊，也能有效地抵抗已知密文攻擊，但是在選擇明文攻擊下，比較容易得到這些明文編碼過程中所使用的Huffman表；同時因為整個視頻數據是循環使用同一個偽隨機向量來選擇編碼表，所以破解出一個向量長度的編碼表標號后，就破解了整個視頻密文。針對方案在抵抗明文攻擊上的脆弱性，作者提出了以下兩種增強安全性的方法^[8]：

a）生成偽隨機向量Q，按照規則在加密后的視頻數據中的某些位置插入一些隨機比特，在一定程度上破壞明文和密文的同步，使得選擇明文攻擊更加困難。

b）將視頻數據分段，每段獨立生成用于選擇編碼表的偽隨機向量。

這兩種增強安全性的方法本質上都是在算法的計算代價和安全性上作折中，通過增加加密過程的計算復雜度來增強安全性。這類似于先前的視頻保護方法，本質上沒有增強該方案作為一個加密與編碼相結合的算法的安全性。

2 基于參數密鑰化NDCT的保護方案

為了克服以上不足，本文基于NDCT提出了一種將編碼與加密緊密結合的全新方案。它不僅保持了沒有專設的加密模塊、加密代價小、滿足實時性要求等優點，而且具有更高的安全性，容易實現，與現有的編碼器可以較好地兼容。

2.1 NDCT

標準的DCT變換可以表示為Y=AXAT。其中：Aij=Ci cos((2j+1)iπ/2N)，C0=1/N，Ci=2/N，i≠0。X、Y分別表示原始圖像和其DCT變換后的系數，A為變換矩陣；AT表示A的轉置；N表示圖像的大小。將矩陣A和AT帶入上式，展開后有

Yxy=N-1i=0N-1j=0CxCyXij cos((2i+1)xπ/2N)×

cos((2j+1)yπ/2N)（1）

視頻數據在解碼端，通過DCT逆變換（IDCT）X′=ATYA還原。其中：

X′ij=N-1x=0N-1y=0CxCyXxy cos((2i+1)xπ/2N)×

cos((2j+1)yπ/2N)（2）

對于標準DCT變換矩陣A，有I=AAT，所以X′=ATYA=X，變換回原來的數據塊。從物理意義上來看，標準DCT變換可以理解為空間域上的能量在頻率域上所作的投影，即空間域上的數據在cos((2i+1)xπ/2N)這些采樣點上的均勻采樣。DCT變換的目的是將空間域上的圖像信息變換到頻率域上，通過系數量化達到壓縮數據的目的。朱廣進等人^[9]提出，對圖像進行非均勻采樣后再作DCT變換同樣可以達到上述目的，并且其非均性可以通過參數進行控制。根據這個原理，筆者設計了一種含參數的NDCT，并用其替換MPEG-4中的DCT變換，實現視頻內容保護和編碼過程充分結合的高效方法。其中，相關參數作為密鑰使用。

根據二維DCT變換的可分離性，筆者通過分別對行和列進行NDCT變換來實現二維NDCT變換，它可以表示為Y=RXV。其中：R、V表示行、列NDCT變換矩陣，MPEG-4編碼標準下DCT變換的圖像塊大小為8×8，當N取8時，R、V分別為

R=18cosα00π1618cos3α01π16…18cos15α07π16

14cos(1+α10)π1614cos3(1+α11)π16…14cos15(1+α17)π16



14cos(7+α70)π1614cos3(7+α71)π16…14cos15(7+α77)π16(3)

V=18cosβ00π1614cos(1+β01)π16…14cos(7+β07)π16

18cos3β10π2N14cos3(1+β11)π16…14cos3(7+β17)π16



18cos15βV70π1614cos15(1+β71)π16…14cos15(7+β77)π16(4)

其中：α、β分別表示NDCT矩陣中行和列的頻率采樣參數，其每個元素在(-0.5， 0.5)之間隨機取值；R表示對視頻圖像數據的行進行非均勻變換；V表示對圖像的列進行非均勻變換，結合之后即對視頻數據進行二維NDCT變換。根據上述公式，參數α、β控制了非均勻頻率采樣點的位置。與標準的IDCT變換類似，NDCT的逆變換(INDCT)可以通過下式來實現，即

X′=R-1YV-1=R-1RXVV-1（5）

由于非均勻采樣點的隨機性，有可能不存在對應的逆矩陣，這時需要重新生成變換矩陣。但是同時隨機性采樣也造成逆矩陣不存在的概率很低，而且根據本文的實際計算結果，還沒有遇到逆矩陣不存在的情況，因此筆者認為這不會對實際應用造成太大影響。在實際應用中，密鑰生成后還可以預先判斷是否會出現矩陣不可逆的情況，如果出現，則重新生成新密鑰。

非均勻采樣可以看做空間圖像在頻率域上的投影點在標準DCT頻率采樣點周圍浮動。只要保證采樣點的浮動范圍保持在原相鄰采樣點之間，那么使用非均勻變換矩陣所作的DCT變換大體上仍然保持著與標準DCT相似的頻率變化趨勢。它保證了非均勻DCT變換不會對圖像數據的統計特性造成比較大的擾動，即非均勻DCT變換同樣可以將圖像變換到頻率域上，并具有相似的壓縮效果，但視頻內容的質量得到了有效的保護。

2.2 基于NDCT的MPEG-4內容保護

在MPEG-4標準下，視頻處理的流程大致如圖2所示。

在將YUV格式的圖像分割成Y、Cb、Cr分量后，依次對8×8的圖像數據塊作DCT變換；然后對變換后的系數進行量化、ZigZag掃描、行程編碼等操作；最后輸出經過編碼的視頻數據。在本方案中，將式（3）（4）中的α、 β作為密鑰，通過密鑰控制NDCT變換矩陣，用NDCT替換掉原來流程中的DCT，即達到了保護視頻內容的目的。根據式（5），在不知道密鑰控制參數R、V的情況下，無法計算出對應的逆矩陣，從而無法得到正確的視頻明文信息。以上視頻保護方案的基本過程可以描述如下：

a）密鑰生成。該方案的安全性主要由編碼過程中的保密NDCT變換矩陣控制，所以如何隨機生成該矩陣是整個方案的關鍵。在本文中，采用基于偽隨機序列的生成方法^[10]獲得隨機矩陣α、 β，在對視頻圖像進行8×8分塊的情況下，它們一共包含128個在（-0.5， 0.5）之間的數值。可供選擇的偽隨機序列包括m序列、Gold序列等。選擇偽隨機序列的生成方法主要基于以下幾點原因：首先，它們容易實現，這包括多值序列的情況（這些值將映射到-0.5~0.5）；其次，它們每128個樣點長的分段能夠呈現出足夠的隨機性。具體做法是，選定序列生成器的初態，生成對應長度的偽隨機序列，利用它們計算出對應于標準DCT矩陣的漂移系數矩陣α、 β，最后通過公式（3）（4）計算出NDCT矩陣。

b）視頻數據加密。將生成的NDCT矩陣作為視頻編碼的參數和原始視頻輸入數據一同傳入編碼器。如圖2所示，僅在DCT變換過程中使用相應NDCT變換矩陣替代標準的DCT矩陣去作DCT變換，即達到了保護目的。

c）視頻數據解密。將作為秘密參數保存的偽隨機序列初值作為解碼參數，解碼器端計算出相應的NDCT逆矩陣，替代標準的DCT矩陣。根據式（5），即可以完成解碼操作，也可以在解碼器端直接保存NDCT逆矩陣作為密鑰進行計算。

以上算法通過將編碼參數密鑰化，直接達到保護視頻內容的目的，其主要特點是將視頻內容保護與編碼過程更加無縫地結合在一起。DCT變換是MPEG-4視頻編碼中必要的步驟，本文的方案僅僅是將隨機參數引入到DCT變換過程所使用的變換矩陣中，可以認為，該步驟基本沒有影響正常的編碼過程，保護所造成的附加代價幾乎可以忽略。

另外，通過線性反饋移位寄存器實現m序列以及計算隨機NDCT矩陣的代價都很低，所以從總體上看，該方案更加高效地實現了視頻數據的保護。

3 性能分析

3.1 保護效果

本文提出的方案是通過隨機化DCT變換過程中的采樣點達到視頻加密的目的。從能量的角度來看，DCT變換的目的是將原來空間域上的圖像數據投影到不同頻率子帶上，對投影點的隨機化造成的效果就是圖像數據在DCT變換后的頻率域上的隨機擾動。根據式（1），一個投影點的隨機擾動對空間域上的一些數據在頻率域某些子帶上的投影都造成一定的影響，在不知道隨機的NDCT變換矩陣的情況下，敵手使用猜測的NDCT矩陣進行解碼可以被看做是頻率域上的數據被擾動并被錯誤地解碼。頻率域數據體現了圖像在能量上的分布特性，而在恢復到空間域的過程中，頻率域上的擾動會在空間域的多個像素點上得到體現，即可能造成顯著的圖像變化。將式（2）（5）結合起來，得到

Xij=N-1x=0N-1y=0R-1ixYxyV-1yj（6）

假設破解者猜測的矩陣為R′-1、V′-1，與正確矩陣的差別分別為矩陣ΔR、ΔV，代入式（6）中，可以得到

X′=(R-1+ΔR)Y(V-1+ΔV)（7）

同時差錯對于逆變換后數據的影響為

X′-X=ΔRRX+XVΔV+ΔRΔV（8）

從上述分析中可以看出，變換矩陣中的差錯被擴散到空間域上，而且差錯在一定程度上在局部被放大。同時，視頻編碼主要由I、P、B三種類型的視頻幀組成，如果I幀無法正常解碼，那么根據已解碼I幀的視頻數據及運動補償向量來計算視頻圖像的P幀，得到的數值將受到影響；同時后續的幀根據參考視頻幀解碼的P、B幀也會受連鎖影響，所以I幀圖像的擾動也會持續影響到后續相關的一系列視頻圖像幀，造成對視頻質量更大的擾動。

視頻數據保護的目的可以是保證在未授權的情況下無法觀看一定質量的視頻圖像，所以，保護效果主要體現在敵手錯誤解碼時獲取的視頻圖像質量如何。本文利用Wang等人^[11]提出的基于圖像結構失真的方法來對保護效果作出量化的客觀評價。方法如下：

a）假設原始視頻圖像幀為X，解碼視頻圖像為Y，分別計算出每幀圖像中的Y、Cr、Cb三個分量的均值μx、μy，均方差δx、δy，以及兩幅圖像之間的協方差δxy。

b）分別計算視頻圖像幀的亮度比較函數l(x，y)=2μxμy/(μx2+μy2)，對比度比較函數c(x，y)=2δxδy/(δx2+δy2)，結構相似度比較函數s(x，y)=δxy/δxδy。

c）利用基于結構失真圖像質量評價函數ssim=l(x，y)×c(x，y)×s(x，y)計算每幀圖像的Y、Cr、 Cb分量的SSIM（structural similarity）值。

d）對Y、Cr、Cb分量加權計算

SSIM=ssimy×w(Y)+ssimCr×w(Cr)+ssimCb×w(Cb)（9）

作為每幀圖像的質量評價（本文選擇將權重分別設為0.8，0.1，0.1）；最后對整個視頻圖像幀求平均值SSIM=（Mi=1SSIMi)/M，得到整個視頻質量的評價。其中：M表示視頻圖像幀的個數。

SSIM方法主要從圖像結構失真角度判定圖像質量，將它與常用的通過峰值信噪比(PSNR)評價圖像質量的方法結合起來，可以防止只使用PSNR會出現的誤判情況，從而更好地對視頻圖像的質量作出客觀評價，反映出視頻保護的效果。其具體實驗數值詳見本文第4章。

3.2 安全性

下面筆者從密鑰空間、已知密文攻擊以及已知明文攻擊三個方面來分析算法的安全性：

a）密鑰空間。首先，采用m序列映射生成的漂移矩陣具有很強的隨機性。m序列主要通過移位寄存器中的初值控制，以64階的m序列為例，初值的空間為264-1，即存在該數量的包括128個（-0.5，0.5）之間連續隨機數值的密鑰，這保證了密鑰空間足夠大，使得敵手難以通過窮舉搜索的方法破解；同時，因為m序列自身對于初始條件敏感，敵手在猜測密鑰的過程中，初值之間極小的誤差都會對產生的矩陣造成比較大的影響。

b）已知密文攻擊。在僅僅知道密文的情況下，如果通過窮舉破解的方法來攻擊，那么方案對于這種攻擊的抵抗性取決于密鑰空間的大小。根據前面分析的結果，由于密鑰空間足夠大，使得窮舉攻擊成功的可能性很低。同時由于偽隨機序列自身良好的偽隨機性，基于偽隨機序列的具有未知參數的矩陣相乘所形成的是復雜的非線性三角方程組，使得利用密文分析出偽隨機變換矩陣的難度很大。

c）已知明文攻擊。前面提到的MHT方法之所以容易受到選擇明文攻擊，是因為通過分析明文和密文對，可以比較容易得到這段視頻數據隨機選擇的Huffman編碼表順序。但是，對于以上基于參數密鑰化的NDCT加密方案，從明文、密文對中求出相應的NDCT變換矩陣的復雜度相當高，相關的未知參數存在于各余弦函數中，因此形成復雜的非線性方程組，使得NDCT加密方案不像MHT那樣可以方便地從明文密文對得到加密使用的隨機序列；如果使用窮舉破解，那么復雜度和上面提到的唯密文攻擊差不多。所以，目前看本文方案對于已知明文攻擊也是比較安全的。

3.3 計算代價

從上述的算法描述中可以分析出，本文提出的方案的附加代價僅僅主要體現在密鑰生成過程中，即在編碼前通過m序列計算得到偽隨機的漂移矩陣，然后計算出相應的NDCT變換矩陣。

此外，加密算法沒有影響到正常的編碼流程，僅是使用NDCT矩陣代替了DCT矩陣，沒有附加的加密模塊。NDCT矩陣的非均勻性在編碼過程中可能對其他編碼模塊的計算造成細微

的附加影響，但是總體上的代價是很小的。下面將通過一些實驗數據來量化分析計算代價。

4 實驗

筆者使用Xvid1.0.0版本的開放MPEG-4源碼^[12]，在其基礎上實現基于參數密鑰化的NDCT保護方案。同時選取一些具有不同特征的QCIF格式（即圖像幀大小為176×144）的標準YUV視頻圖像測試序列進行實驗。

首先分別對測試中常用的coastguard和mobile序列進行正常DCT編解碼和NDCT編解碼，通過比較兩者在編碼時間和編碼長度上的差別，分析出NDCT編解碼在壓縮比和附加代價上的影響，如圖3~6所示。

從實驗數據中可看出，NDCT加密方案的附加代價很小，使得編碼時間的變化保持在較小的范圍內；同時變換矩陣的隨機性對視頻數據的統計特征造成了一定的影響，使編碼后的視頻數據量有一些增加，但實驗表明造成的影響保持在較低的水平。

下面分析NDCT方案的保護效果。對coastguard序列分別進行正常DCT的編解碼，已知密鑰情況下進行NDCT編解碼以及未知密鑰情況下進行NDCT解碼（即敵手的猜測攻擊），并且通過PSNR和SSIM來比較這些情況下解碼視頻的質量，分析該方案的保護效果，如圖7、8所示。

從圖7、8可以看出，NDCT變換矩陣的隨機化對視頻編碼造成了擾動，在隨后對變換后的視頻數據量化的過程（即有損壓縮）中，由于量化矩陣是為正常DCT變換優化定制的，對于NDCT變換后的系數量化會造成一些誤差，使得編碼后的視頻質量有細微的下降，但是視頻質量仍然可以保持在比較高的程度上；由視頻保護方案造成的視頻質量細微下降在其他一些算法中也都有體現，對視頻的影響很小。同時，從實驗數據可以看出，在不知道密鑰參數的情況下，使用猜測的密鑰進行解碼的圖像質量很低，無論是根據較簡單的PSNR模型還是根據相對更符合人類視覺系統的SSIM模型的分析都有類似結論。圖9分別用連續六幀的已知密鑰解碼圖像與未知密鑰解碼圖像給出直觀的表示，作為對比。

5 結束語

為了提出一種更高效、易于實現的視頻保護方案，本文分析了近年來國內外比較典型的視頻數據加密方案，特別對當前受到重視的基于將編碼與保護進行結合的方法——MHT熵編碼加密方案作了較細致的分析，指出了其不足，提出了參數密鑰化的NDCT視頻保護方案。該方案在編解碼中使用NDCT代替通常的DCT變換，密鑰取為控制NDCT的參數，因此實際保護過程就是編碼過程，實現了內容保護與視頻編碼過程的緊密結合。由于無須專設加密模塊，保護所用的計算代價極小，甚至可以忽略。分析和實驗表明，該方案在安全性、視頻碼流大小等指標上均能滿足普通的應用需求。

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