一种修改预测模式的视频隐藏方法及视频提取方法技术

本发明专利技术公开了一种修改预测模式的视频隐藏方法及视频提取方法，包括遍历视频文件的I帧，并选择嵌入区域；将欲隐藏的信息经过Logistics映射，转变为二进制序列，然后进行预处理；记录步骤1选定的嵌入区域的所有4×4分块的帧内预测模式；确定每个分块组内所有块的帧内预测模式的奇偶性，同时对每组内分块的预测模式进行隐写；遍历视频文件的每一帧，完成秘密信息的嵌入。通过提高算法的随机效果提高了信息的安全性，同时减少了嵌入块的修改量，提高了信息隐藏的效率。

Video hiding method for modifying prediction mode and video extracting method

The invention discloses a modified prediction model of video hiding method and video extraction method, including I-frame traversal of video files, and select the embedding area; to hide the information through the Logistics mapping, into a binary sequence, and then preprocessed; all records selected embedding regions step 1 4 * 4 blocks intra prediction mode is determined for each sub frame; all the block group within the parity prediction model, prediction model of each block of steganography; each frame of the video file traversal, the secret information is embedded into the. By improving the random effect of the algorithm, the security of the information is improved, and the amount of the embedded block is reduced, and the efficiency of the information hiding is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种修改预测模式的视频隐藏方法及视频提取方法
本专利技术属于视频信息隐藏
，涉及一种修改预测模式的视频隐藏方法；还涉及上述视频的提取方法。
技术介绍
人们的生活已经随着信息技术的不断发展变得愈来愈便捷，网络在社会传递信息中已变得不可或缺，已成为人类传递信息的主要媒介。伴随着网络的快速发展以及信息传递量的快速增加，信息的安全性也逐渐成为人们关注的热点。信息安全中的加密技术可以很好的保证传输过程中秘密信息的安全性，但是由于加密后会将本应显示正常的秘密信息变成一堆杂乱无章的乱码，所以较易引起攻击者的怀疑以及注意，信息隐藏技术的出现很好的解决了这个问题。不同于加密算法，隐写技术是将要隐藏的秘密信息通过公开的信道、公开的载体进行传输，即便被截获也很难被攻击者发掘其中的秘密信息。至今，信息隐藏技术已经广泛应用于军事通信、电子商务以及公安情报等领域。经过数十年的发展，基于数字图像的信息隐藏技术已经取得了很大的进步，但是，由于数字图像本身的大小有限，能隐藏到里面的秘密信息数量也就受到了限制，基于这个原因，研究以视频为载体的信息隐藏算法变得尤为必要。不同于数字图像，视频具有较大的容量并且具有较多的冗余，给秘密信息的隐藏带来了极大的可能。作为较新的视频编码标准，H.264/AVC具有高压缩效率和传输可靠性；此外，它还是网络上应用最广泛的压缩标准。许多视频网站的第一压缩方式就是采用H.264/AVC。所以，研究以H.264/AVC为编码标准的信息隐藏算法是非常有价值的。视频隐写算法，即利用视频的特点进行隐写。帧内预测是H.264/AVC较以往压缩算法的最根本的不同之处，随着对压缩编码研究的逐渐深入，基于帧内预测修改的视频隐写算法已经取得了一定的发展。现有技术使用的有效的视频信息隐藏算法，包括由密钥确定嵌入位置模板，根据密文信息与帧内预测之间的嵌入规则达到隐蔽通信的目的，但测试序列之间的差异较大，所以算法不具有普适性。在此基础上通过结合矩阵编码技术，保证修改预测模式时具有较高的嵌入效率。还有另一种基于H.264/AVC预测模式修改的视频信息隐藏算法，该算法通过判断参考像素的亮度值来选择嵌入区域，然后对预测模式进行调制以实现秘密信息的嵌入，实验结果表明，信息可以进行盲提取，并且算法能很好地保持视频的感知质量的同时对视频流的比特率影响较小，但选择嵌入区域的方法准确性较低。此外基于HEVC新技术，还有一种常用的方法，包括嵌入隐藏信息的亮度块的预测模式在调制帧。利用秘密信息本身作为密钥来选择嵌入位置，破坏了嵌入顺序。但算法的修改率很高。本文提出一种有效地、高安全性的视频信息隐藏算法，可用于隐蔽通信。本文的创新如下：一，我们将秘密信息与Logistic映射产生的随机数进行结合，提高算法的随机效果，保证了秘密信息的安全。二，本文的嵌入区域是经过LBP算法选择的纹理块的预测模式，保证了算法对视频序列的影响达到最小化。三，通过改变每组预测模式来隐藏秘密信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种修改预测模式的视频隐藏方法；通过提高算法的随机效果提高了信息的安全性，同时减少了嵌入块的修改量，提高了信息隐藏的效率。本专利技术还提供了一种视频提取方法，用于对上述经过修改预测模式的视频隐藏方法的视频进行内容提取。本专利技术的技术方案是：一种修改预测模式的视频隐藏方法，包括以下步骤：步骤1，遍历视频文件的I帧，并选择嵌入区域；步骤2，将欲隐藏的信息经过Logistics映射预处理，然后转变为二进制序列，再进行加密处理，操作如下：其中mi为原始秘密信息，fi为处理后的秘密信息，pi为对应的二进制序列；步骤3，遍历视频文件的所有I帧，记录步骤1选定的嵌入区域的所有4×4分块的帧内预测模式；步骤4，将选定的4×4分块分为若干组，其中每组有三个分块，并且确定每个分块组内所有块的帧内预测模式的的奇偶性，同时结合步骤2中的fi对每组内分块的预测模式进行隐写；步骤5，重复步骤1-4，直至秘密信息嵌入完毕。更进一步的，本专利技术的特点还在于：其中步骤4中确定每个分块组内的奇偶性关系的具体过程是：每组为3个分块，记录为C1，C2，C3，同时F1(x1)，F1(x2)，F1(x3)分别为C1，C2，C3的当前的预测模式，t1和t2分别表示前后相邻两块的奇偶性映射关系，若有F1(x1)与F1(x2)奇偶性相同，则t1＝0，否则，t1＝1；若F1(x2)与F1(x3)奇偶性相同，则t2＝0，否则，t2＝1。其中步骤4中对每组分块的预测模式进行隐写的具体方法是：将预处理后的秘密信息fi进行分组，其中每组分别有两bit信息，分别为s1和s2，在每组待嵌入分块组内修改相应的分块的预测模式使映射关系成立，达到嵌入效果。其中t1、t2、s1、s2与分块预测模式的映射规则为：t1＝s1&t2＝s2，不修改；t1≠s1&t2＝s2，修改C1的预测模式，且奇偶性与F1(x1)相异；t1＝s1&t2≠s2，修改C3的预测模式，且奇偶性与F1(x2)相异；t1≠s1&t2≠s2，修改C2的预测模式。其中步骤4中每组分块的预测模式进行修改的具体方法为：mj∈S，S＝{IMODE|IMODEmod2≠cur_modemod2}；其中sub_mode为替换的帧内预测模式，cur_mode为当前的帧内预测模式，J(·,·)为Lagrangian率失真优化模型，S为样本。本专利技术还提供了一种视频提取方法，该方法提取的视频文件为进行上述的修改预测模式的视频隐藏方法的隐藏视频文件，包括以下步骤：步骤1，恢复视频序列，遍历视频序列所有I帧，并记录其所有4×4分块的预测模式；步骤2，将所有4×4分块进行分组，其中每三个为1组，分别定义为C1'，C2'，C3'，其预测模式分别为F1'(x1)，F1'(x2)，F1'(x3)；步骤3，根据每组分块的预测模式获取该组的秘密信息，并且提取秘密信息；步骤4，重复步骤3，直至获得所有秘密信息；步骤5，根据相同于隐写步骤2中的初值产生Logistics随机序列，并将其转变为二进制序列，将步骤4获取的秘密信息与此二进制序列进行异或处理，具体为得到原始秘密信息mi，fi为步骤4提取出的秘密信息，pi为对应的Logistics映射二进制序列。更进一步的，本专利技术的特点还在于：其中步骤3中根据每组分块的预测模式获取该组的秘密信息的具体过程是：F1'(x1)mod2＝F1'(x2)mod2&&F1'(x2)mod2＝F1'(x3)mod2，秘密信息为00；F1'(x1)mod2＝F1'(x2)mod2&&F1'(x2)mod2≠F1'(x3)mod2，秘密信息为01；F1'(x1)mod2≠F1'(x2)mod2&&F1'(x2)mod2＝F1'(x3)mod2，秘密信息为10；F1'(x1)mod2≠F1'(x2)mod2&&F1'(x2)mod2≠F1'(x3)mod2，秘密信息为11。本专利技术的有益效果是：该方法为基于修改预测模式的H.264/AVC视频隐写方法，通过改进的局部二值模式的方法来判断块的纹理特性，即是否可以进行嵌入，然后再判断选择后嵌入块的预测模式，并将嵌入块每三个分为一组，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修改预测模式的视频隐藏方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，遍历视频文件的I帧，并选择嵌入区域；步骤2，将欲隐藏的信息经过Logistics映射预处理，然后转变为二进制序列，再进行加密处理，操作如下：

【技术特征摘要】
1.一种修改预测模式的视频隐藏方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，遍历视频文件的I帧，并选择嵌入区域；步骤2，将欲隐藏的信息经过Logistics映射预处理，然后转变为二进制序列，再进行加密处理，操作如下：其中mi为原始秘密信息，fi为处理后的秘密信息，pi为对应的二进制序列；步骤3，遍历视频文件的所有I帧，记录步骤1选定的嵌入区域的所有4×4分块的帧内预测模式；步骤4，将选定的4×4分块分为若干组，其中每组有三个分块，并且确定每个分块组内所有块的帧内预测模式的奇偶性，同时结合步骤2中的fi对每组内分块的预测模式进行隐写；步骤5，重复步骤1-4，直到秘密信息全部嵌入完成。2.根据权利要求1所述的修改预测模式的视频隐藏方法，其特征在于，所述步骤4中确定每个分块组内的奇偶性关系的具体过程是：每组为3个分块，记录为C1，C2，C3，同时F1(x1)，F1(x2)，F1(x3)分别为C1，C2，C3的当前的预测模式，t1和t2分别表示前后相邻两块的奇偶性映射关系，若有F1(x1)与F1(x2)奇偶性相同，则t1＝0，否则，t1＝1；若F1(x2)与F1(x3)奇偶性相同，则t2＝0，否则，t2＝1。3.根据权利要求2所述的修改预测模式的视频隐藏方法，其特征在于，所述步骤4中对每组分块的预测模式进行隐写的具体方法是：将预处理后的秘密信息fi进行分组，其中每组分别有两bit信息，分别为s1和s2，在每组待嵌入分块组内修改相应的分块的预测模式使映射关系成立，达到嵌入效果。4.根据权利要求3所述的修改预测模式的视频隐藏方法，其特征在于，所述t1、t2、s1、s2与分块预测模式的映射规则为：t1＝s1&t2＝s2，不修改；t1≠s1&t2＝s2，修改C1的预测模式，且奇偶性与F1(x1)相异；t1＝s1&t2≠s2，修改C3的预测模式，且奇偶性与F1(x2)相异；t1≠s1&t2≠s2，修改C2的预测模式。5.根据权利要求3所述的修改预测模式的视频隐藏方法，其特征在于，所述步骤4中每组分块的预测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英男，段俊逸，张敏情，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61