基于摄像头采集的混沌视频加密研究
4 实验及结果分析
4. 1 实验结果
基于FPGA的视频加密实验结果如图4所示。图4(a)为采集到的某一帧图像，需要说明的是图像像素是由16位RGB565扩展为24位RGB888数据显示的，其中RGB565数据是存放在SRAM中的数据。之所以存储16位RGB565，是由于本系统中的外部存储器SRAM的数据位宽为16位。选择16位RGB565既满足外部存储器的数据带宽要求，又不会降低图像的视觉效果。图14(b)为采集到的经过混沌加密后的某一帧图像，由于混沌加密算法会使图像的像素值位宽变长，不能直接存放，需要将像素值截断成RGB565的数据才能进行存储。图4(c)为经过逆运算后得到的解密图像。
4．2 安全性能分析
这里的安全性能分析主要是通过一幅图像灰度值的统计特性来分析加密算法的安全性，采用Matlab计算出原图像与加密后的灰度信息进行对比。
原图像灰度值的统计直方图，如图5所示，从图中可以了解到，图像的频率分布主要在低频到中频区域内。
加密后图像灰度值的统计直方图，如图6所示。对图5和图6进行比较，可以看出，经过置乱和扩散加密的图像灰度值统计特性发生了明显的变化，图像的频率遍布整个频率空间，这种效果正是置乱和扩散算法在加密中的充分体现，也是图像加密的安全性要求。正是由于混沌的这种特性，使得入侵者难以通过加密图像的灰度值统计特性来破译文件，从而增加密文图像的安全性。
5 结束语
实验完成了基于FPGA平台的视频采集系统的实现和混沌置乱扩散加密的算法设计。从实验结果来看，设计达到设定的且标，加密的性能和效果基本满足实际应用的要求。由于系统采用的置乱扩散算法比较简单，因此接下来的工作就是要利用更为复杂的混沌系统作为密码流对视频数据进行加密，以使视频加密的安全性更好。
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