MPEG-2视频变长码解码VLSI设计

提出了一个ＭＰＥＧ２ 视频解码中变长码解码的ＶＬＳＩ设计．采用桶形移位缓冲器并行解变长码、分别进行变长码的长度计算和解码以及将码表分割成多个小码表等新的硬件设计,使得每个周期解一个变长码的码字,保证了ＭＰＥＧ２ ＭＰ＠ ＭＬ的实时解码,并为更复杂的应用提供了扩展的余地．     

适用于H.264标准的变长分组VLD结构

在新一代视频压缩编码标准H.264中,亮度和色度的残差数据采用了自适应变长编码的方法.根据CAVLC熵编码的特点,提出了一种根据码表的前导零个数进行变长分组的优化VLD结构,并在此基础上设计了CAVLC硬件解码器.基于上述方法实现的CAVLC硬件结构通过了RTL级仿真和综合,并在Spartan3 XC3S2000的FPGA平台上进行了验证,在133 MHz工作频率下可以满足H.264标准Baseline档次30帧/s分辨率为352×288标准视频序列的实时解码.     

基于熵编码CABAC的信源信道联合解码器

H.264的熵编码都采用基于上下文自适应二进制算术编码（CABAC）,能达到较高的压缩性能,但对信道误码非常敏感.文中提出了一种基于CABAC的算数码变长码联合解码算法,联合信源信道算数码解码之后的信息作为变长码的输入信息,再通过变长码格状图搜索获得最佳的符号序列.同时,在算数码解码部分可以利用变长码的码字结构信息来删除无效搜索路径,提高解码性能.仿真实验表明,该联合迭代解码算法明显优于传统的分离解码器.     

变长码的抗误码扩散能力分析

给出了一种基于离散无记忆信源模型的分析变长码抗误码扩散能力.该方法通过分析序列中某一时刻某个码字出现的概率,以及该码字发生错误后正好变成与该码字同码长的另一码字的概率,得到该时刻不发生误码扩散的概率.而整个序列不发生误码的概率为该概率的序列长次幂.模拟计算结果显示,该方法可在不增加平均码长和码方差的情况下,选择出抗误码扩散能力最好的码组.     

同步变长码

给出了一种新的变长码——同步变长码（SVLC）,它具有无限可数的码表,且码表中每个码字都以同步字结尾．研究发现：其码长分布与同步字的移位对称数密切相关,具有连续和非2的整数次幂等特点;其平均码长恰为其移位对称数的2倍;其抗误码扩散能力也与移位对称数有关;某些SVLC的抗误码扩散能力比传统变长码强．     

一种适用于H.264标准的新型CAVLC解码器设计

H.264 标准中采用了基于内容自适应得变长编码CAVLC,提高了编码的效率。但由于采用了多个码表,码字的长度也不固定,使解码算法的复杂度很高。本文通过分析码表的结构特点,提出了一种基于码流中第一个1的位置,即1前面连续0的个数m的方法,来重建码表,快速判断码长和确定码字。这种新型解码器设计,将大大提高解码的速度。     

MPEG-4视频变长码并行解码器硬件实现

提出了一个MPEG-4变长码并行解码器的硬件设计，采用桶形移位器、基于PLA的并行解码算法等方法使得每个时钟周期解一个变长码码字，通过将码表改造、分割长码表为几个短码表并行查表、使用流水线技术等措施减少关键路径的延时以提高工作频率，保证了MPEG-4 ASP @L5格式码流的实时解码。     

两种基于欧拉定理的背包概率加密体制

本文根据欧拉定理对背包加密体制进行了改进,为了防止破译,采取了变形序列,将超递增序列转化为非超递增的伪随机序列,使得每次加密的密文都不同,加大了破译密文的难度.从而提高了背包加密体制的安全性.     

基于可变长序列的恶意加密流量检测方法

本文引入组合恶意加密流量数据集,结合随机森林对各个特征的重要性进行对比,构建可变长二维特征序列,提出一种针对可变长序列的恶意加密流量检测方法。该方法采用BiGRU-CNN深度学习模型,通过引入Masking层,有效解决变长序列问题,能够同时提取流量数据中时间和空间的多重特征,最终实现对恶意加密流量的二分类检测。实验结果表明,该方法与基于CNN、LSTM等单一模型相比在精确率、召回率和F1值均有所提升,准确率达到94.61%,且在非训练集实验中能达到94.93%的平均识别准确率,具有较好的应用价值。     

基于上下文的四维矩阵变长编码

为了进一步提高彩色视频的压缩比，根据四维矩阵理论提出了基于上下文的四维矩阵变长编码方法。首先将彩色视频序列构建在一个统一的四维模型中，然后进行四维矩阵形式的预测、变换和量化。研究发现，此时各四维予矩阵系数间仍然存在一定的相关性，为了进一步利用这种相关性，提出了以四维矩阵视频予单元为整体，进行基于上下文的四维矩阵变长编码的方法，一方面可以节省对描述信息的表达，另一方面可以更加有效地利用上下文之间的相关性。实验结果表明，在保持高信噪比的情况下，该方法可以大幅度地提高压缩比。     

基于可变尺寸块分割的立体视频帖估计和内插算法

在立体视频序列编码中,在图像流按MPEG－I／II的视频编码标准进行编码,而对右图像流只有参考帧（I及P帧）进行编码,右图像流的B帧不编码及传送,依靠在解码端从各个参考帧中进行帧重建及内插获得,该文中的可变尺寸块分割方法采用基于分辨率四叉树分解的运动分割,对右B帧的重建提出了按照匹配和失配块分别处理的方法,并根据右B帧中的块与右I,P帧之间或与左B帧之间相关性大小来确定各个块的位置和内容,该文还提出了一种可避免误匹配和对显露区进行正确填充的针对交叠块的帧估和内插方法,仿真实验表明,作者提出的图像重重建方法与MonsonH.Hayes所提出的基于固定块的方法相比,能够使得重建图像的PSNR增加约1．25dB,并且图像的主观视觉质量也明显要好。     

基于超混沌和扩展Cat映射的实时视频流加密算法

为提高密码的抗攻击性,利用超混沌系统随机性好、可确定再生,且密钥空间较大的特性,提出了一种基于四维连续超混沌系统和扩展Cat映射的实时视频流加密算法。该算法将流密码和块密码相结合,实现视频流的实时加密,克服了现有的多数基于混沌系统的视频加密算法不能抵抗已知明文攻击和密钥空间小的缺点。流密码采用四维连续超混沌方程进行加密,可同时生成4个混沌序列,既提高了加密速度,又增加了密码的复杂度。块密码应用扩展的Cat映射,通过将信息置乱进行加密,Cat映射对初值和参数敏感,置乱效果好,且是双射函数,适合于信息的加密。实验结果表明,该算法安全性高,密钥空间大,能抵抗统计分析、差分攻击,密钥敏感性高,加密速度快,可达到3 Mb it/s,满足实时处理的要求。同时,该算法与视频压缩算法相独立,实现简单。     

Chaos-Based Encryption Algorithm for Compressed Video

Encryption for compressed video streams has attracted increasing attention with the exponential growth of digital multimedia delivery and consumption. However, most algorithms proposed in the literature do not effectively address the peculiarities of security and performance requirements. This paper presents a chaos-based encryption algorithm called the chaotic selective encryption of compressed video (CSECV) which exploits the characteristics of the compressed video. The encryption has three separate layers that can be selected according to the security needs of the application and the processing capability of the client computer.The chaotic pseudo-random sequence generator used to generate the key-sequence to randomize the important fields in the compressed video stream has its parameters encrypted by an asymmetric cipher and placed into the stream. The resulting stream is still a valid video stream. CSECV has significant advantages over existing algorithms for security, decryption speed, implementation flexibility, and error preservation.     

一种高效可逆变长码的构造算法

可逆变长码以其出色的抗误码扩散的能力而被近来的视频压缩标准 (H.2 6 3++和 MPEG- 4 )所采纳。为了进一步提高可逆变长码的效率 ,提出了一种新的可逆变长码的构造算法。该算法中使用二叉树结构进行码字的构造 ,并分析了二叉树中可逆变长码的构造条件。提出了一个代价函数 ,用它来决定各层中叶子节点的数量 ,并且在选择叶子节点的位置时 ,充分考虑到不同叶子结点位置的组合对于下层可用节点数目的影响。相对于现有的其它算法 ,这种算法能够构造出更为高效的可逆变长码 ,并且算法本身非常简单 ,易于实现。     

一种基于内容的图像比率可分级编码方法的研究

多分辨率环境下 的多媒体应用导致了基于内容的视频和图像编码的需求。提出一种基于内容的图像比率可分级性编码方法，方法具有以下特点：以不同的任意形状的ROI（Regions of Interest)分别进行独立的 小波分散和编码；采用逐次逼近的量化模式，以形成潜入式码流；解码时，用户可选择相应的ROI进行比率可分级解码。它在一定程度上满足了JPEG－2000中的ROI编码和MPEG－4中的静态图像纹理编码的需求。试验结果验证了方法的有效性。     

一种基于GEP演化布尔函数的流密钥算法

密钥产生器是流密码系统的核心部件,根据非线性组合流密钥生成器的构造思想,本文提出了一种新的RSA-LFSR密钥流产生器,该产生器将RSA与LFSR算法相结合所产生的随机序列用一种基于基因表达式程序设计(GEP)的演化布尔函数进行组合运算输出密钥流;并对此产生器生成的不同长度密钥序列进行安全性检验.通过游程检验、频数检验、序列测试和线性复杂度计算的实验证明,使用基于GEP演化布尔函数的RSA-LFSR密钥流产生器要比传统的非线性组合密钥生成器更具优越性和安全性.     

一种基于复合混沌动力系统的序列密码算法

基于二维Logistic映射和分段线性混沌映射,提出了一种新的序列密码算法.该算法用二维Logistic映射的输出作为分段线性映射的分段参数P.再用带有参数P的分段线性混沌映射构造加密算法.对算法进行了仿真实验和安全性分析,并对由二维Logistic映射和分段线性混沌映射产生的序列的随机性、初值敏感性等性质进行了研究.安全性分析表明,该算法加密效果良好,密钥、明文与密文之间关系均十分敏感,而且密文和明文的相关度也很小,可以有效地抵御统计分析,防止密文对密钥和明文信息的泄露.     

基于上下文的四维矩阵变长编码

为了进一步提高彩色视频的压缩比,根据四维矩阵理论,提出了基于上下文的四维矩阵变长编码方法。将彩色视频序列构建在一个统一的四维模型中,进行四维矩阵形式的预测、变换和量化。为了进一步利用系数间存在的相关性,对四维矩阵视频子单元进行基于上下文的四维矩阵变长编码,从而节省了对描述信息的表达,并且更加有效地利用了上下文之间的相关性。实验结果表明,基于上下文的四维矩阵变长编码方法在保持高信噪比的情况下,与改进的三维离散余弦变换算法相比,压缩比可以提高1倍;与霍夫曼编码方法相比,压缩比可以提高15.05%。     

多阶上下文自适应二进制算术编码实现

提出了一种基于多阶上下文自适应的二进制算术编码算法.考虑了编码符号序列之间的相关性,用符号序列的大概率值代替单个符号的较小概率值,由此建立了多阶上下文概率模型,降低符号间的冗余度. 将此模型应用到二进制算术编码中,形成了一种比传统二进制算术编码更有效的方法,能让平均码长变短并使得码字的信息量逼近符号的熵率,从而显著提高二进制算术编码的数据压缩比(可高达90%).对不同类型的数据文件进行实验测试,结果显示其压缩编码效果良好.