视频服务在改善人们生活质量的同时也给视频安全带来了一系列挑战,高效率视频编码技术(High Efficiency Video Coding,HEVC)的出现并没有改变视频数据被非法窃取、篡改和肆意传播这一现状。现有保障视频安全的典型方法是视频加密和数字水印,这些方法大部分都是基于H.264/AVC标准的,由于HEVC采用了全新的编码架构和关键技术,所以现有的安全方案并不能直接应用于HEVC中。另外,鉴于HEVC标准发布时间不长,迄今为止还没有成熟、高效的视频安全保护方案。因此,本文从视频数据的内容保护和版权保护两大应用领域出发,研究基于HEVC的视频加密和数字水印技术。本文的主要工作包括:(1)针对现有视频加密算法实时性一般的缺点,结合HEVC熵编码原理,提出基于指数哥伦布编码的视频加密算法。利用指数哥伦布码字后缀和密钥流相异或的方式,生成新的安全码字,实现加密二进制码流的目的。实验测试结果表明,此方案在保证较高安全性的同时,不引入新的复杂度,不增加加密后视频的比特率,保持了良好的实时性。此方案可应用于视频数据的安全存储、传输和通信等。(2)针对已有数字水印方案鲁棒性不强的缺点,提出了一种基于DST(Discrete Sine Transform,离散正弦变换)系数的数字水印算法。利用置乱的方法对水印图像进行预处理,增强水印的鲁棒性,修改4×4块单元中DST系数,在高频系数中嵌入数字水印信息。实验测试结果表明,本方案提出的数字水印具有很好的不可见性,水印嵌入后既不影响视频的质量又保证一定的安全性和有效性。