论文部分内容阅读
无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、成本低等优点，因此近年来得到了广泛的应用。但由于WLAN的开放特性，其安全性引起了人们的广泛关注。其中视频通信业务以其信息量大，直观性等特点成为了目前的应用热点，视频信息的安全也越发受到人们的重视。 无线局域网现有的加密机制并不区分业务数据的类型，对于所有的数据均采用统一的方式进行完全加密，并且大多数加密算法是针对理想的信道条件所设计，并没有考虑传输过程中所面临着误码、丢包等一系列问题。这使得现有的加密算法具有计算复杂度高、能量消耗大，并且加密后的码流对传输误码过于敏感等问题。 为此，本文开展了面向无线局域网的加密视频传输技术的研究工作，从发送端、网络、接收端三方面联合设计的思想出发，将视频加密、网络传输和误码隐藏联合起来进行考虑，提出了一套加密视频的鲁棒传输机制。本文主要研究内容包括: 首先，提出一种具有容错性能的H.264比特敏感度视频加密算法。该算法根据比特敏感度的思想，将比特敏感度高的编码码字优先进行加密，即保证了视觉安全性，又将加密的数据量控制到最小。同时，考虑到传输时的不等错误保护，基于H.264的数据分割机制将码流按照比特敏感度划分为DPA、DPB和DPC三个部分，考虑到加密数据的重要性将所有加密数据全部划分于DPA中。并且对于不同类型的数据加入不同的容错机制，以保证加密数据的安全并提高误码隐藏的效果。 其次，提出了一种基于WLAN的加密视频传输机制。本文基于802.11e协议中的EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)机制，根据发送端对加密视频数据流进行的重要性程度的划分，并结合当前网络状况动态地为每一个数据包分配一个合适的传输队列，实现了加密视频数据传输的不等差错保护。并使用NS-2搭建了仿真平台，对本文提出的算法进行仿真，并与传统的传输方式进行了比较，验证了本文算法的有效性。 第三，本文提出了一种基于附加信息的自适应误码隐藏算法。该算法利用在发送端加入的附加信息，正确恢复丢失的加密数据，并且可以对丢失的宏块进行分类，自适应选择最适合的误码隐藏方式对误码进行恢复。避免了由于加密数据丢失而引起错误扩散，提高了重建视频的主观感受质量。 最后，通过实验对上述算法进行了有效性的验证。实验结果表明，与传统的传输机制相比，本文提出的加密视频传输方案具有较好的鲁棒性，可以获得更好的视频重建质量。