x264库中预测模式字IPM、运动向量差MVD、量化后的DCT系数的位置

Question

我想在x264源码中加密帧内预测模式字IPM、运动向量差MVD、量化后的DCT系数，看了很久代码还是没搞懂。理论上来说，只要在x264源码编码的相应位置加密这些数据，有没有人能帮我在x264源码里直接定位到这几个参数的位置。

Answer 1

以下答案是由GPT4-pro回答，本人整理后的结果，如有帮助，还请采纳！
在x264库中加密帧内预测模式字IPM、运动向量差MVD、量化后的DCT系数，涉及到对编码流程的深度修改。x264是一个开源的H.264/AVC视频编码库，源码中涉及的部分非常复杂。在这个任务中，我们需要了解如何在x264源码中找到并修改这些数据。

下面是一个详细的思路和步骤来帮助你在x264源码中实现这一目标：

1. 理解x264编码流程

在对x264源码进行修改之前，首先需要理解x264的编码流程：

• 帧内预测（Intra Prediction）：对于I帧（帧内编码），x264使用预测模式（IPM）来生成当前宏块的预测图像。
• 运动估计（Motion Estimation）：对于P帧和B帧，x264计算运动向量（MVD）来描述宏块的运动。
• 量化与DCT（Discrete Cosine Transform）：x264对宏块进行DCT变换和量化以减少数据量。

2. 定位IPM、MVD和量化DCT系数在源码中的位置

2.1 帧内预测模式字IPM

帧内预测模式字IPM的相关代码通常位于x264.c和common目录中的文件中。具体位置可以参考：

• 文件：encoder.c
  这个文件包含了编码的主要逻辑，包括帧内预测的实现。

• 函数：x264_macroblock_encode()
  该函数负责宏块的编码，里面会涉及帧内预测模式的选择。

• 结构体：x264_mb_t
  这个结构体存储了与宏块相关的各种信息，包括预测模式。

要加密IPM，你需要在宏块编码的过程中（通常在x264_macroblock_encode()函数中）找到帧内预测模式的处理部分，然后在此处插入加密代码。

2.2 运动向量差MVD

运动向量差MVD的处理代码主要位于：

• 文件：x264.c
  运动估计相关的代码也在此文件中。

• 函数：x264_lookahead_push()
  处理运动向量的相关数据。

• 结构体：x264_motion_t
  存储运动向量的信息。

你需要在运动估计计算的代码中找到MVD相关的部分，并在此处插入加密代码。

2.3 量化后的DCT系数

量化后的DCT系数的处理代码通常位于：

• 文件：quant.c
  该文件中处理了量化的相关操作。

• 函数：x264_quantize()
  量化函数中处理了DCT系数的量化。

• 结构体：x264_quant_t
  存储量化后的系数。

你需要在DCT系数量化的过程中，找到量化后的系数存储和处理的代码部分，然后插入加密代码。

3. 插入加密代码

在确定了这些数据的位置之后，你需要在相应的位置插入加密代码。一般步骤如下：

1. 选择加密算法：选择适合的加密算法（如AES、DES等）。考虑到性能和安全性，AES可能是一个合适的选择。

2. 实现加密函数：在x264代码中实现加密函数。例如，你可以在utils.c中添加一个加密函数。

   void encrypt_data(uint8_t *data, size_t length, const uint8_t *key) {
       // 使用AES或其他加密算法对数据进行加密
   }
   

3. 调用加密函数：在找到的相应位置调用加密函数。假设我们在x264_macroblock_encode()中加密IPM，可以如下调用：

   encrypt_data(ipm_data, ipm_data_length, encryption_key);
   

   其中，ipm_data是要加密的数据，encryption_key是加密所需的密钥。

4. 解密处理：在解码端，需相应地解密数据。在解码时，你需要在解码函数中调用解密函数。

   void decrypt_data(uint8_t *data, size_t length, const uint8_t *key) {
       // 使用AES或其他加密算法对数据进行解密
   }
   

4. 编译与测试

在完成修改后，需要重新编译x264库，并进行详细测试：

1. 编译x264：使用make命令编译修改后的源码。

   make
   

2. 测试：使用各种视频测试用例来验证加密和解密功能是否正确，确保视频可以被正确编码和解码。

5. 代码示例

以下是一个简化的示例，展示如何在x264源码中插入加密函数：

// 文件：encoder.c

// 加密函数定义
void encrypt_data(uint8_t *data, size_t length, const uint8_t *key) {
    // 示例代码：在这里插入实际的加密算法实现
}

// 修改编码过程中的相应部分
void x264_macroblock_encode(x264_t *h, x264_mb_t *mb) {
    // 原有代码...
    
    // 加密帧内预测模式字IPM
    encrypt_data(mb->ipm_data, mb->ipm_data_length, h->encryption_key);
    
    // 原有代码...
}

总结

在x264源码中加密帧内预测模式字IPM、运动向量差MVD和量化后的DCT系数涉及到对编码流程的深度修改。首先要理解x264的编码流程，并在源码中找到相关数据的位置。然后，在这些位置插入加密代码，并在解码端实现解密。最后，编译和测试修改后的x264以确保功能正常。

这个过程需要对x264的源码有较深的理解，并且要有一定的加密算法实现经验。如果遇到具体问题，可以参考x264的文档或开源社区的讨论。