基于宏块划分方式扰动的视频隐写方法技术

本发明专利技术涉及一种基于宏块划分方式扰动的视频隐写方法，包括秘密信息的嵌入过程和秘密信息的提取过程。在秘密信息的嵌入过程中建立了两个隐蔽信道，分别采用不同的隐写码进行秘密信息的嵌入，在秘密信息的提取过程中依次从这两个隐蔽信道提取秘密信息。优选采用隐写码Syndrome Trellis Code以及Wet Paper Code建立两个隐蔽信道，进行秘密信息的嵌入和提取。本发明专利技术综合应用多种隐写码进行视频隐写，拥有较高嵌入效率，能够有效抵抗现有视频隐写分析方法的攻击，特别适合进行高安全性的隐蔽通信；可以针对不同的应用场景定制不同的宏块划分方式扰动代价，拥有较高的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
基于宏块划分方式扰动的视频隐写方法
本专利技术属于信息安全领域，涉及H.264/AVC视频编码标准下一种基于宏块划分方式扰动的视频隐写方法以及该方法在隐蔽通信中的应用。
技术介绍
信息安全领域中的信息隐藏技术由隐写和隐写分析两部分组成，前者主要研究如何将秘密信息嵌入图像、音频、视频等载体以达到隐蔽通信的目的，而后者则采用机器学习、模式识别等方法以区分普通载体和经过隐写的文件。一般地，在设计隐写算法时，需要综合考虑以下几个方面因素：1)不可感知性：要求隐写前后的载体对于人体感官而言是不可区分的，即无法仅凭借人类的听觉和视觉来判断载体是否经过隐写；2)鲁棒性：要求隐写文件即使受到一定的扰动，例如有损压缩或传输过程中的噪声干扰等，也应该能恢复其中的秘密信息；3)嵌入容量：要求在保证不可感知性和一定程度鲁棒性的前提下，应该尽可能多地向载体中嵌入秘密信息；4)嵌入效率：要求在嵌入信息量一定的前提下，应该尽可能降低对载体的修改程度；5)安全性：要求即使拥有对该隐写算法的先验知识，现有的隐写分析方法也无法以足够高的正确率区分普通载体和经过该算法隐写的文件。经过专家学者们的多年研究，图像隐写得到了长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于宏块划分方式扰动的视频隐写方法，包括秘密信息的嵌入过程，其特征在于，所述秘密信息的嵌入过程包括以下步骤：1)在当前视频帧中，对每个按照8×8方式划分的宏块的8位二进制数表达，先执行按位异或操作，得到二进制数0或1，并将所有异或结果写成向量xI，再利用[7，4]汉明码将前7位映射到3个二进制数，并将所有映射结果写成向量xII；2)将步骤1)中所得向量xI作为第一层隐蔽信道的载体，根据隐写码1的工作原理，按照通信双方事先约定好的参数生成奇偶校验矩阵HI，并构造出满足ΗIxI'＝m的xI'，其中m表示该隐蔽信道中待嵌入的秘密信息，xI'表示经过修改的载体向量；3)将步骤1)中所得向量xII作...

【技术特征摘要】
1.一种基于宏块划分方式扰动的视频隐写方法，包括秘密信息的嵌入过程，其特征在于，所述秘密信息的嵌入过程包括以下步骤：1)在当前视频帧中，对每个按照8×8方式划分的宏块的8位二进制数表达，先执行按位异或操作，得到二进制数0或1，并将所有异或结果写成向量xI，再利用[7，4]汉明码将前7位映射到3个二进制数，并将所有映射结果写成向量xII；2)将步骤1)中所得向量xI作为第一层隐蔽信道的载体，根据隐写码1的工作原理，按照通信双方事先约定好的参数生成奇偶校验矩阵HI，并构造出满足ΗIxI'＝m的xI'，其中m表示该隐蔽信道中待嵌入的秘密信息，xI'表示经过修改的载体向量；3)将步骤1)中所得向量xII作为第二层隐蔽信道的载体，此时，根据第一层隐蔽信道的嵌入结果，若某个按照8×8方式划分的宏块不需要修改其子宏块的划分方式，则该宏块在xII中对应的3个二进制数为湿点，否则为干点；在此基础上，根据隐写码2的工作原理，按照通信双方事先约定好的参数生成奇偶校验矩阵HII，并构造出满足ΗIIxII'＝m的xII'，其中m表示该隐蔽信道中待嵌入的秘密信息，xII'表示经过修改的载体向量；4)根据步骤2)确定当前视频帧中有哪些按照8×8方式划分的宏块需要改变其子宏块的划分方式，即：xI和xI'若对应位置上的二进制数不同，则说明相应按照8×8方式划分的宏块需要修改其子宏块的划分方式，反之则不需要修改；进一步根据步骤3)确定具体的修改方式；5)根据以上所得结果编码当前视频帧以完成对两层隐蔽信道的秘密信息嵌入；6)按照视频文件的帧编码顺序，对余下每帧重复执行步骤1)至5)直到秘密信息全部嵌入完毕，得到最终的隐写视频文件。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括秘密信息的提取过程，所述秘密信息的提取过程包括以下步骤：1)解码当前视频帧，对每个按照8×8方式划分的宏块的8位二进制数表达执行按位异或操作，得到二进制数0或1，并将所有异或结果写成向量xI；2)提取第一层隐蔽信道中的秘密信息：根据隐写码1的工作原理，按照通信双方事先约定好的参数生成奇偶校验矩阵HI，计算ΗIxI，所得结果即为提取的秘密信息比特；3)提取第二层隐蔽信道中的秘密信息：对当前视频帧中每个按照8×8方式划分的宏块的8位二进制数表达，取前7位采用[7，4]汉明码进行映射，并将所有映射结果写成向量xII，根据隐写码2的工作原理，按照通信双方事先约定好的参数生成奇偶校验矩阵HII，计算ΗIIxII，所得结果即为提取的秘密信息比特；4)按照视频文件的帧解码顺序，对余下每帧重复执行步骤1)至3)直到秘密信息全部提取完毕。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述隐写码1为STC，所述隐写码2为WPC。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述秘密信息的嵌入过程包括以下步骤：1)在当前视频帧中，对每个按照8×8方式划分的宏块的8位二进制数表达执行按位异或操作，得到二进制数0或1，并将所有异或结果写成载体向量xI；2)在当前视频帧中，对每个按照8×8方式划分的宏块，分别计算其8位二进制数表达中第i位被置反后对应的宏块划分方式扰动代...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弘，曹纭，赵险峰，于海波，
申请(专利权)人：中国科学院信息工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11