[发明专利]一种基于失真漂移的视频隐写方法

说明书

本发明公开了一种基于失真漂移的视频隐写方法，在编码端和解码端之间传输加密隐写信号；所述编码端具有配置同样参数的H.264编码器，即编码器A和编码器B，编码器A用于编码视频获取载体元素和计算嵌入失真代价所需的编码参数，编码器B用于更新载体元素；从隐写修改导致的失真漂移的角度计算嵌入失真代价完成编码器B的更新；嵌入失真代价的计算从失真传播的角度去考虑，能够更真实反映隐写修改导致的失真变化。与现有的视频隐写算法相比，本发明充分利用所有非零量化系数，并从失真漂移的角度去计算嵌入失真代价，结合STC算法最小化总体载体元素的嵌入代价，在同样的嵌入容量下，本方法能够得到视觉质量更好的载密视频，具有更强的抗隐写分析能力。

技术领域

本发明涉及信息隐藏技术领域，是一种基于失真漂移的视频隐写方法。

背景技术

近年来，由于网络通信技术和视频编码技术的快速发展，视频隐写已经成为保证信息安全传输的重要技术之一。隐写主要由两个部分组成，即嵌入算法和嵌入代价计算算法。自从文献“Minimizing additive distortion in steganography using syndrome-trellis codes”(Filler Tomas,Jan Judas,Jessica Fridrich,IEEE Transactions onInformation Forensics and Security,vol.6,no.3,pp.920-935,2011)提出STC(Syndrome-Trellis Codes)嵌入算法以来，许多隐写研究者都把研究的重心转向了嵌入代价计算算法,因为STC嵌入算法已经很接近香农界，很难被超越。然而，现存的基于STC嵌入的视频隐写算法依然存在三个主要问题。其一，现存的视频隐写算法只利用视频非常少的量化系数进行信息嵌入，这使视频隐写的编码性能受到了限制。例如，文献“An additivesteganographic scheme for H.264/AVC video with distortion optimization”(XueYiming,Zhou Jie,Zeng Hao,Zhong Ping,Wen Juan,Signal Processing:ImageCommunication,vol.76,pp.22-30,2019)和文献“Cover block decoupling for content-adaptive H.264steganography”(Cao Yun,Wang Yu,Zhao Xianfeng,Zhu Meineng,XuZhoujun,IHMMSec’18:Proceedings of the6^th ACM Workshop on Information Hidingand Multimedia Security,pp.23-30,2018)的算法只是利用了I帧里非常少的量化系数。而文献“Adaptive video data hiding through cost assignment and STCs”(ChenYanli,Wang Hongxia,Wu Hanzhou,Wu Zhiqiang,Li Tao,Malik Asad,IEEE Transactionson Dependable and Secure Computing,DOI:10.1109/TDSC.2019.2932983,2019)只用了P帧中少量的量化系数，没有用I帧和B帧的量化系数。其二，虽然现存的视频隐写算法用STC嵌入算法使嵌入修改失真最小化，但是现存的视频隐写算法均为逐编码帧进行最小化。上面提到的文献中三个视频隐写算法都是如此。其三，现存的视频隐写的嵌入计算代价方法不能真实地反映嵌入修改失真的影响。

发明内容

鉴于现有技术的以上情况，本发明的目的在于提出一种能够最小化所有载体嵌入失真的新视频隐写框架(能够同时最小化I帧、P帧和B帧的所有载体嵌入失真)，基于这个视频隐写框架，利用STC最小化视频整体(所有帧)的载体元素的嵌入失真，获得更好视觉质量和比特率(bit-rate)较低增长的载密视频，并且具有更强的抗隐写分析的能力。

实现本发明目的的技术方案如下：