抗H.264压缩的视频隐写技术研究

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随着移动智能终端的普及和网络资费的降低,网络中视频流量所占比例日愈增大,为视频隐写提供了丰富的掩护载体。为了节约存储传输成本、增强用户体验,很多平台会对视频重新压缩编码。在众多视频压缩编码标准中,H.264标准凭借码率低、质量高、容错性强以及网络适应能力强等优势,脱颖而出,已经成为当前视频压缩最常用的标准。然而,很多现有视频隐写算法生成的隐密视频经过H.264压缩后,秘密信息无法被正确提取。因此,研究抗H.264压缩的视频隐写对丰富隐写手段、提高隐蔽通信安全性具有重要的现实意义。论文在系统介绍研究现状的基础上,针对存在的两个问题展开研究,提出了两种抗H.264压缩的视频隐写算法,具体工作如下:(1)针对现有以运动矢量为嵌入域的视频隐写无法抵抗H.264压缩的问题,提出了基于块值替换的抗H.264压缩视频隐写算法。首先,预压缩载体视频获取可嵌入区域内的原始运动矢量,将纠错编码后的秘密信息以最低有效位替换的方式嵌入到运动矢量中;将编码块的亮度值用隐密运动矢量所对应预测块的亮度值替换,使得它们间的绝对误差和最小;最后,将生成的隐密视频进行H.264压缩,得到隐密H.264视频。实验结果表明,与现有基于运动矢量的算法相比,该算法提取秘密信息的比特错误率更低,视觉不可见性更好。(2)针对现有变换域视频鲁棒隐写算法对视频帧的修改幅度较大的问题,提出了基于DWT(Discrete Wavelet Transformation,离散小波变换)系数相对关系的抗H.264压缩视频隐写算法。首先,分析了H.264压缩后视频相邻帧低频DWT系数差值的变化;然后,利用高斯函数对系数差值的变化进行建模,并根据预定义的提取错误率选取合适的系数差阈值;最后,根据选取的阈值,成对修改相邻帧低频DWT系数值,以调制它们间的差值,实现信息嵌入。实验结果表明,该算法具有较高的视觉不可见性,且对于运动不剧烈的视频抗H.264压缩的鲁棒性更好。最后,对全文工作做总结,指出其中存在的不足,对抗H.264压缩的视频隐写的下一步研究进行展望。
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