[发明专利]一种基于直方图平移可逆信息隐藏的视频差错掩盖方法

摘要

本发明公开了一种基于直方图平移可逆信息隐藏的视频差错掩盖方法，通过将宏块的运动矢量嵌入两个宿主宏块，提升解码端成功提取运动矢量的概率。同时，为了降低嵌入两倍数据量对视频质量的影响，采用一种合理的映射方法，充分利用了运动矢量数值分布的特性，大大减小了嵌入的数据量。本发明充分利用了视频序列在时域上的关联性，将运动矢量作为视频的特征信息嵌入到视频帧本身，实现了对丢失宏块的有效恢复。与现有的基于可逆信息隐藏的视频差错掩盖算法相比，既能提升差错掩盖的恢复效果，又能保证更好的嵌入视频质量，算法容易实现，并且相比解码端差错掩盖方法，本方法降低了解码端的算法复杂度，从而更能适应需要保证实时性的视频传输系统。

主权项

1.一种基于直方图平移可逆信息隐藏的视频差错掩盖方法，主要针对帧内错误的恢复，在保证一定嵌入视频质量的同时提升视频差错掩盖的效果；在编码端：用可逆信息隐藏算法将宏块的运动矢量嵌入到周围宏块中；在解码端：若有宏块丢失，通过提取运动矢量以恢复丢失宏块；若无宏块丢失，依据嵌入算法的可逆性恢复原始量化DCT系数；主要包括以下步骤：(1)基于直方图平移可逆信息隐藏的运动矢量生成和嵌入在H.264/AVC编解码标准中，将所有视频帧分为不同的图像组；首先通过运动搜索算法计算当前I帧宏块与前一个图像组中I帧最匹配的宏块，进而得出运动矢量的值；视频帧按照四个宏块为一组，分为不同的宏块组，将运动矢量嵌入到宏块组中其它两个宏块；为降低嵌入更多数据量带来的视频质量失真，将运动矢量数据经过一个映射过程将24比特数据映射为16比特的嵌入数据，嵌入位置选择在4×4块量化DCT系数的高频部分，采用的嵌入算法是基于直方图平移的可逆信息隐藏算法；嵌入算法主要分为两步，首先将大于零和小于零的量化DCT系数分别向右和向左平移，为嵌入数据留出空间；然后根据嵌入数据不同比特位的数值修改零量化DCT系数，直到每个宏块的数据嵌入完成，即得到载密视频；(2)运动矢量的提取和差错掩盖嵌入数据的提取是嵌入过程的逆过程，首先得到熵解码后的量化DCT系数，然后提取每个宏块中嵌入的16比特秘密信息；提取过程分为两步，第一步是根据直方图平移的逆过程提取秘密信息；第二步是根据可逆信息隐藏算法的可逆性恢复原始的量化DCT系数；在没有发生宏块丢失的情况下，解码端完全恢复原始视频；如果某个宏块丢失，根据相应的运动矢量找到前向I帧中最匹配的宏块替代丢失宏块，即完成差错掩盖过程。