[發明專利]自適應視頻數字隱寫方法

有效

• 申請號: 201210403585.2
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102905134A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 劉廣起;趙彥玲;鄭曉勢;李娜
• 申請（專利權）人: 山東省計算中心
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N21/2347
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

?本發明涉及一種自適應視頻數字隱寫方法，屬于視頻分析、數字圖像處理、信息隱藏技術領域。

背景技術

隨著計算機技術和網絡通信技術的迅猛發展，人們越來越多的通過方便快捷的網絡來獲取各類信息，電子商務、電子政務、網絡辦公等已成為確保現代社會高效運轉不可或缺的工作方式，電子郵件、網絡聊天、BBS、博客、微博、微信等成為人們新的日常交流方式。然而，互聯網在給人們帶來便捷的同時，也帶來了信息安全方面的挑戰：涉及國家安全、政府機密的文件能否在網絡上安全的傳輸；電子商務中的企業機密能否躲過商業間諜的竊取；個人隱私，如賬號、口令等能否得到安全保障。如何解決這一系列的安全問題，為當前乃至相當長時期內的一個研究熱點。

作為信息安全技術領域中新興研究方向，信息隱藏為網絡上多媒體信息的安全存儲與傳輸開辟了一條有效途徑，受到了各國學術界和企業界的廣泛關注。數字隱寫作為信息隱藏的一個分支，其在信息安全技術領域具有自身獨特的優勢，由于有公開的載體作掩護，對外表現的是載體信號的內容和特征，載體的應用價值并沒有改變，因而具有更強的信息安全性，第三方很難察覺到秘密信息的存在。隨著網絡與多媒體技術的發展，視頻傳播越來越廣泛，網絡視頻發展勢頭強勁，為數字隱寫提供了巨大的應用空間。容量大、傳播廣使視頻成為比數字圖像更有潛力的網絡隱寫載體，引起了廣泛關注，近幾年視頻隱寫算法開始不斷涌現。

然而，數字隱寫技術是一把雙刃劍，它既可以用于在公共通信網絡中安全、可靠地傳遞國家政治、經濟信息，也可以被敵特機構、恐怖組織所利用，用于計劃和組織犯罪活動，使公共信息網絡成為破壞社會穩定、危害國家安全和公共安全的通信工具。自“9.11”事件以來，這種利用公共信息網絡，以圖像、語音、視頻等多種數字媒體數據為載體進行秘密通信，從事破壞社會穩定、危害社會安全的非法活動已經引起各國政府和公眾的廣泛關注。在數字隱寫技術中，隱藏信息的載體可以是靜止圖像、視頻、音頻、文本等各種網絡上傳輸的文件。視頻壓縮編碼技術和網絡流媒體業務的發展，使得視頻的應用范圍越來越廣，同時隨著家用攝像機的日益普及和各種操作簡便的視頻編輯軟件的應用，人們可以方便的進行視頻的錄制、剪輯并在網絡上發布、交流，使得網絡上的視頻傳輸越來越常見。因此，作為常見的數字媒體形式，視頻由于其所具有的大數據量、內容豐富以及統計特性復雜等特點，必定會成為數字隱寫的一種重要載體。

Badura?Stanislaw等人提出利用VLC和DCT相結合的方法嵌入信息，并且使用一種自適應AC系數選取辦法減少嵌入過程對視頻質量的影響，同時將提取信息所需要的控制信息嵌入到音頻信號中，提高隱寫安全性。

Daniela?Stanescu等人提出只在I幀DCT系數中嵌入信息而不在P、B幀中嵌入信息，他認為P、B幀能量與I幀相比小很多，要達到較大的嵌入容量并且對視頻影響較小的話，對算法要求更高，容易偏離視頻壓縮標準。

Dai等根據人眼視覺系統對快速運動物體的敏感性不如對慢速運動物體的敏感性高的特點，分析認為運動矢量的幅度越大表明宏塊的位置移動越快，在相同修改量情況下，修改大幅度的運動矢量比修改小幅度的運動矢量不容易被察覺，提出一種在MPEG-2視頻中把信息嵌入到大幅值運動矢量的嵌入方法。

Zhang?Weiming等充分挖掘已嵌入秘密信息比特，獲得更高的嵌入效率，在相同的嵌入量下得到更好的隱蔽性。

盡管研究者們已經提出了很多視頻數字隱寫算法，但在提高算法的隱蔽性和嵌入容量上還有這很大的空間。

發明內容

本發明為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種信息嵌入量大、對視頻質量影響小的自適應視頻數字隱寫方法。

本發明的自適應視頻數字隱寫方法，其特別之處在于，包括以下步驟：a.視頻文件分解，將視頻文件按照相應的編解碼格式分解成I幀、B＆P幀，并獲取GOP信息；b.選取運動快速宏塊，將B＆P幀按照16*16像素大小的宏塊進行分塊；然后根據宏塊運動矢量的大小，選取出運動快速的宏塊；c.選取紋理區，將I幀按照8*8的像素大小進行分塊，根據紋理區域判定條件選出紋理區域；d.嵌入秘密信息，將秘密信息嵌入到步驟b選中宏塊的運動矢量中，形成隱寫了秘密信息的B＆P幀；同時產生提取秘密信息用的控制信息；e.嵌入控制信息，將步驟d中產生的控制信息嵌入到步驟c中獲取的紋理區域中，形成隱寫了控制信息的I幀；f.合成載密視頻文件，將隱寫了秘密信息的B＆P幀和隱寫了控制信息的I幀合成新的不影響正常播放的載密視頻文件。