随着网络技术的快速发展,网络视频、视频会议和视频监控等视频业务层出不穷。为确保视频在传输和存储过程中的安全性,视频加密技术应运而生。由于视频数据具有数据量大、实时性要求高和特殊的编码结构等特点,传统的完全加密算法难以满足其实时性和可操作性等应用要求。H.264和HEVC分别作为当前最主流和最新的视频编码标准,研究适合于H.264和HEVC视频编码标准的选择性加密算法具有十分重要的意义和广泛的应用前景。本文首先介绍H.264和HEVC选择性视频加密的国内外研究现状,然后详细地阐述这两种视频编码标准的基本框架及关键技术,最后根据H.264变换块系数熵编码的一些特性和HEVC的符号数据隐藏技术,提出两种视频加密方案。本文的主要工作如下:(1)提出一种基于混沌和量化的H.264视频加密方案。首先,提出一种基于交织Logistic映射的混沌密钥分配方案。然后,通过对拖尾系数符号和帧间宏块非零系数符号加密方法的分析,提出加密帧内宏块非零系数的符号,其中拖尾系数符号的加密取决于当前的量化参数。为保护视频的纹理和运动信息,进一步加密帧内预测模式、参考帧索引和运动矢量的符号。实验结果与分析表明,提出的方案具有良好的感知安全性,能有效地抵抗各种不同的安全性攻击,且具有较低的计算复杂度,能在安全性和效率之间实现较好的折衷。(2)提出一种基于符号数据隐藏的HEVC视频加密方案。在该方案中,不仅加密帧内CU编码的非零系数的符号,而且加密其隐藏的第一个非零系数的符号。此外,通过控制因子进一步加密运动信息融合索引、运动矢量候选索引、运动矢量差的符号和参考帧索引,以保护视频的运动信息。实验结果与分析表明,提出的方案在压缩性能、计算复杂度和安全性等方面都具有良好的性能。(3)设计并实现一个基于H.264/HEVC的视频加密系统,为今后的进一步研究工作提供实验测试平台。本文提出的方法能有效地保护H.264和HEVC的视频内容安全,可广泛地应用于视频会议和视频监控等场合。