随着互联网技术和多媒体通信技术的高速发展,图像视频技术在各个领域都得到了广泛应用。互联网本身所具备的开放性与共享性等特点使得图像视频信息在存储与传输过程中容易遭到不法分子的窃取和篡改等攻击。因此,图像视频信息传输和存储的安全问题受到人们的普遍关注与重视。当前,视频加密技术已成为保护视频信息安全的一种有效手段。在实际应用中,视频信息的结构复杂性与实时性等特点使得常用的一些算法的加密效果存在一些不足。因此,有必要根据视频的具体特点来设计实用的加密算法。为了兼顾高安全性和低计算复杂度,并保证加密视频码流的兼容性和压缩比的不变性,本文针对视频编码标准HEVC中的熵编码阶段进行了码流兼容性良好的视频加密技术研究。考虑到视频加密与图像加密之间的密切关系,本文在研究了一类时变双边符号系统混沌类随机性的基础上分别提出了一种图像混沌加密方案和视频混沌加密方案,并利用计算机仿真验证了新方案在图像和视频加密上的效果。本文创新性的研究内容包括以下三个部分:首先,从理论上证明了一类时变双边混沌符号系统的Devaney混沌性,并对其所产生的混沌序列进行了一些随机性能检测。仿真效果说明了混沌序列的随机性良好。其次,提出了一种基于置乱与扩散结构的混沌图像加密方案。该方案首先利用广度优先搜索方法对原始图像像素位置进行了置乱,然后利用时变双边混沌符号系统产生的伪随机序列对置乱后图像的各个像素进行了逐比特异或加密变换。在仿真实验及其分析中,所加密的图像信息熵等性能都说明了新混沌图像加密方案的效果优良。最后,通过分析HEVC的码流结构和熵编码阶段视频加密的特点,选择了在图像重构中起重要作用且是利用旁路编码器进行二进制算术编码的语法元素进行加密,提出了一种利用伪随机序列控制基于预测编码的视频加密和基于变换量化过程的视频加密这两种视频加密算法随机选择的方式来对视频序列进行加密的方案。计算机仿真结果表明,本文方案可以使加密前后不会对码流格式的兼容性及码率和压缩比造成应影响且具有良好的抗穷举攻击能力。