[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

摘要

一种结合改进矩阵编码的奇异值修改视频隐写算法，以每帧分块后各块的最大奇异值作为隐写嵌入载体，并结合矩阵编码进行修改达到秘密信息嵌入的目的。先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，提取各个分块奇异值分解后的最大奇异值，与经过预处理的秘密信息进行信息隐藏。取奇异值二进制后的最低3位有效位作为待修改值，最后对载体位ay进行不带进位的修改操作，重新组成码流进行传递给接收端，接收端再提取秘密信息，得到原始的秘密信息，完成视频的隐写以及提取。该算法具有较好的不可感知性以及较低的比特率增加量，算法鲁棒性较好，能抵抗噪声、滤波等攻击，且在相同嵌入容量的前提下具有较小的载体修改率。

主权项

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Smax，并将其保存为一维数组Smax(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Smax(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ai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ay，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Sj，其中，Sj∈(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)+Sj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。