基于H.264/AVC的视频信息隐藏技术研究

摘要

随着大数据时代的来临，网络对人们工作生活的介入越来越深。互联网服务不断完善，无线网络迅速普及，人们可以自由的传输共享各种多媒体数据，所以多媒体数据安全问题不容忽视。信息隐藏技术是通过将重要信息嵌入到数字媒体的冗余信号中来保护多媒体数据。信息隐藏技术是保障多媒体数据安全的最重要的手段之一。
　　视频码流无论是在时间上还是空间上都蕴含了大量的冗余信息。因此，视频可以成为良好的信息隐藏载体素材。随着视频压缩编码技术的发展与应用，视频信息隐藏技术的研究内涵日益延伸。该领域的研究不再是仅仅专注于如何设计高隐蔽性、强鲁棒性、以及高安全性的视频信息隐藏算法，而是充分结合应用场景，提高算法的实用性，设计更具特色的隐藏方案。
　　本文基于H.264/AVC压缩编码标准重点研究了压缩域视频信息隐藏技术，主要工作内容如下:
　　1.提出了一种基于H.264/AVC的帧间无损视频信息隐藏算法。利用直方图无损信息隐藏技术，将秘密信息嵌入到帧间宏块量化后的亮度残差离散余弦变换(DiscreteCosine Transform，DCT)系数中。在嵌入过程中使用双层嵌入模型提高了隐藏容量。经实验结果分析表明，该算法能够保持良好的不可见性;隐藏容量较大;可以完整的提取秘密信息并且还原原始信号。
　　2.改进了一种基于H.264/AVC的漂移补偿视频信息隐藏算法。结合菱形编码技术以及整数变换的耦合特性，将5进制秘密信息嵌入到帧内4×4预测模式下的量化后的亮度残差DCT系数对中。实验结果研究表明，该算法既能够有效避免帧内误差漂移，又能够在保证视频质量的同时增大嵌入效率，提高隐藏容量。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 视频信息隐藏技术概述

1．2．1 视频信息隐藏的基本模型

1．2．2 视频信息隐藏技术应用

1．3 视频信息隐藏的国内外研究现状

1．3．1 视频信息隐藏算法基本分类

1．3．2 基于H．264／AVC标准的压缩域隐藏算法

1．3．3 压缩域隐藏算法的发展趋势

1．4 本文的主要内容及结构安排

第2章 视频压缩编码基础

2．1 视频压缩编码的必要性和可行性

2．2 H．264／AVC视频编码标准

2．2．1 H．264／AVC视频编码框架和特点

2．2．2 H．264／AVC的档次和级

2．2．3 H．264／AVC的帧内预测

2．2．4 H．264／AVC的帧间预测

2．2．5 H．264／AVC的整数变换与量化

2．3 本章小结

第3章 基于H．264／AVC的无损视频信息隐藏算法

3．1 基于直方图的无损信息隐藏技术

3．2 双层嵌入模型

3．3 基于直方图的H．264／AVC无损信息隐藏算法

3．3．1 嵌入限制条件

3．3．2 信息隐藏过程

3．3．3 信息提取过程

3．3．4 恢复过程

3．3．5 嵌入位置的选择

3．4 实验结果分析

3．4．1 视频质量分析

3．4．2 嵌入容量分析

3．4．3 码率变化分析

3．5 本章小结

第4章 基于H．264／AVC大容量视频信息隐藏算法

4．1 基于H．264／AVC的漂移补偿视频信息隐藏算法

4．1．1 耦合系数对

4．1．2 帧内预测模式限制条件

4．2 菱形编码

4．3 基于H．264／AVC的大容量视频信息隐藏算法

4．3．1 菱形编码与耦合系数对的映射关系

4．3．2 算法隐藏过程

4．3．3 算法提取过程

4．4 实验结果分析

4．4．1 视频质量分析

4．4．2 嵌入容量分析

4．4．3 码率变化分析

4．5 本章小结

总结与展望

总结

展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和申请的专利