[发明专利]一种结合改进矩阵编码的奇异值修改视频隐写算法

权利要求书

1.一种结合改进矩阵编码的奇异值修改视频隐写算法，其特征在于，该算法包括隐写步骤和提取步骤；

先在发送端进行以下隐写步骤：

步骤1：对原始视频序列进行编码处理后，得到压缩后的视频序列；对压缩后的视频序列的视频帧进行8×8分块，再对每个分块进行奇异值分解；

步骤2：提取各个分块奇异值分解后的最大奇异值，记为S_max，并将其保存为一维数组S_max(j)，其中j为视频图像的分块排列顺序；

步骤3：对欲嵌入的秘密信息进行预处理，得到具有随机特性的密文；将具有随机特性的密文进行分组，每组含有两位信息，记为m(j)；

步骤4：将S_max(j)取整，再以二进制形式存储，经过嵌入修改，得到最终的奇异值：具体过程如下：

a.取奇异值二进制后的最低3位有效位，分别记为l₁,l₂和l₃，作为待修改值；

b.将步骤a中l₁，l₂和l₃重新标记为a₁，a₂和a₃；

c.计算散列函数f(a)，计算式如下：

其中，i为1-3之间的数字，与a_i顺序对应，计算中用二进制表示；

d.通过公式计算得到y的值，y代表a的下标值，其中m(j)为第j组具有随机特性的密文，与S_max(j)相对应；

e.对载体位a_y，根据式(3)进行不带进位的修改操作，修改后，得到新的用二进制表示的奇异值，此时奇异值为整数；

f.将步骤e得到的新的用二进制表示的奇异值转换为十进制，记为S'_max(j)，用密钥K₂产生伪随机小数S_j，其中，S_j∈(0,1)，通过以下公式得到最终的奇异值S”_max(j)：

S”_max(j)＝S'_max(j)+S_j

步骤5：重复步骤4，直至秘密信息嵌入完毕；

步骤6：秘密信息嵌入完毕后，将最终的奇异值序列进行奇异值逆分解，重新组成码流传递给接收端，完成视频隐写；

然后在接收端进行以下提取步骤：

步骤1：接收端收到码流后通过视频编码的解压缩处理，重新得到视频序列，此时视频序列中已经隐藏有秘密信息；对已经隐藏有秘密信息的视频序列帧图像进行8×8分块并进行奇异值分解；

步骤2：提取各个分块奇异值分解后的最大奇异值并取整，将其以二进制形式存储；

步骤3：提取秘密信息；

步骤4：重复步骤3，直至秘密信息提取完毕；

步骤5：对步骤4提取的秘密信息进行逆预处理，得出原始的秘密信息，完成秘密信息提取。

2.根据权利要求1所述的一种结合改进矩阵编码的奇异值修改视频隐写算法，其特征在于，在发送端进行的步骤3中具有随机特性的密文通过以下过程得到：

选用密钥K₁，产生伪随机01序列p，计算公式如下：

式中，m_i为原始秘密信息，f_i为处理后的序列，i为对应的序号，代表之间一一对应，为异或符号。

3.根据权利要求1所述的一种结合改进矩阵编码的奇异值修改视频隐写算法，其特征在于，在接收端进行步骤3中提取秘密信息的具体过程为：首先取奇异值二进制后的最低3位有效位分别记为l₁'，l₂'和l₃'，将l₁'，l₂'和l₃'分别重新标记为a₁'，a₂'，a₃'，且令将f(a')的值转换为二进制，即为提取出的秘密信息。

4.根据权利要求1所述的一种结合改进矩阵编码的奇异值修改视频隐写算法，其特征在于，在接收端进行的步骤5中进行逆预处理的具体过程为：与密钥K₁产生的伪随机01序列p进行异或运算，得出原始的秘密信息。