[发明专利]一种基于运动矢量的视频隐写方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码和信息隐藏技术领域，尤其涉及一种基于运动矢量的视频隐写方法。

背景技术

视频已经成为当今互联网中最流行的媒体之一。视频由一系列空间和时间上相关联的图像构成，较单帧图像相比，具有更大的数据量，能够容纳更多的秘密消息。原始视频不便于在带宽有限的网络中传输，必须先通过压缩过程去除冗余数据。视频压缩对原始的视频信号进行了处理和变换，衍生出了更多的信息表达形式，如运动矢量、残差信号和量化DCT（离散余弦变换）系数等。再加上视频在网络中十分普及，使得嵌入的消息能够快速便捷的传播。这些因素的有机组合，为视频隐写方法的设计提供了有效的机制和丰富的载体。因此，以压缩视频为载体的隐写方法应运而生。

为了抵抗检测攻击，安全的隐写方法需要最小化载体的嵌入失真。嵌入失真通常由符合给定载体特性的失真函数来衡量，通过采用一定的数据嵌入编码方法就可以在消息嵌入过程中最小化该失真。目前，用于最小化嵌入失真的编码方法已经趋于成熟，比如Fridrich等人提出的STC（Syndrome-trellis Codes，校验网格码）编码。而关键问题是如何定义符合载体特性的失真函数来合理地反映嵌入影响。事实上，对于一种不合理的失真函数，即使采用最好的编码方法，也不一定能够保证隐写方法的安全性。然而，针对视频隐写的失真函数研究尚处于初等阶段，并没有较为有效的定义失真函数的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于运动矢量的视频隐写方法，提高嵌入秘密消息的抗检测性能，且能够保证编码比特流的低码率扩张和重建视频的良好视觉质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于运动矢量的视频隐写方法，该方法包括：

逐一判断视频序列中每一帧的类型；

若第t帧为采用帧内预测编码的关键帧I帧，则将该帧的运动矢量集合MV_t置为空；若第t帧为采用帧间预测编码的预测帧P帧，则对该帧进行运动估计得到运动矢量集合MV_t，并使用预设的失真函数对运动矢量集合MV_t进行嵌入失真定义；

当所述视频序列中所有帧的类型均判断完毕，且所有P帧的运动矢量均完成嵌入失真定义后，使用校验网格码STC以视频序列中的所有运动矢量为载体嵌入秘密消息，获得修改后的运动矢量集合再依次对视频序列的每一帧进行压缩编码获得视频序列的编码比特流。

其中，所述预设的失真函数用于反映运动矢量集合MV_t因嵌入秘密消息修改为之后的嵌入影响。

由上述提供的技术方案可以看出，本发明根据视频压缩技术的特点，设计了合理反映运动矢量嵌入影响的失真函数，并配合高效的STC编码，保证了隐写方法的安全性；另一方面，基于上述方案，当秘密消息嵌入之后，也能够保证编码比特流的低码率扩张和重建视频的良好视觉质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例一提供的一种基于运动矢量的视频隐写方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的又一种基于运动矢量的视频隐写方法的流程图；

图3为本发明实施例二提供的一种计算编码块运动矢量统计分布变化的示意图；

图4为本发明实施例提供的本发明的隐写方法与现有技术的隐写方法的抗检测能力对比示意图；

图5为本发明实施例提供的本发明的隐写方法与现有技术的隐写方法的抗检测能力对比示意图；

图6为本发明实施例提供的本发明的隐写方法与现有技术的隐写方法的综合抗检测能力对比示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。