[发明专利]一种面向H.264压缩比特流的视频水印方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频的信息隐藏技术，尤其是涉及一种面向H.264压缩比特流的视频水印方法。

背景技术

随着多媒体网络技术的飞速发展，数字多媒体信息特别是视频信息的交流已经达到了前所未有的程度。然而，视频信息在传输过程中极易遭受各种无意或有意的篡改攻击，这使得人们对视频信息的完整性和内容的真实性产生怀疑。如果篡改涉及国家安全、法庭举证等重要内容时，则可能会造成更为严重的后果。因此，如何在网络环境中对视频信息内容的真实性、完整性实施有效地保护已经成为近年来多媒体信息安全领域研究的热点。脆弱性水印作为一种保密通信技术，是解决这一问题最有效的方法之一，它将数据、图像等水印信息以人所不可感知的方式嵌入到视频信息中，通过对该水印信息的提取可以实现视频信息的完整性认证，甚至可以指出篡改的位置和攻击类型等。

现有的基于H.264/AVC的脆弱性水印方法主要是通过调制运动矢量或者中高频DCT(Discrete Cosine Transform，离散余弦变换)系数嵌入水印信息。该类方法在水印信息嵌入时，需要先对视频比特流进行解码，然后再结合编码标准调制运动矢量或者DCT系数；在水印信息检测时，同样先要对视频比特流进行解码，其最明显的缺点就是计算复杂度较大。为了进一步提高水印信息的实用性，一种最有效的方法是直接在视频比特流中嵌入水印信息，即根据待嵌入的水印信息，修改视频比特流的可变长编码(Variable Length Coding，VLC)码字。然而，H.264的高效压缩性能使其对编码比特流中的微小变化非常敏感，从而使得实现基于H.264码流域的水印具有很大的困难和挑战。有研究者通过修改帧内16×16编码模式的视频流嵌入水印信息，该方法虽然具有很好的不可感知性和较小的码率变化，但在实际的编码过程中，帧内16×16编码模式的宏块比较稀少，即水印容量相对较小。还有一类方法是通过对视频序列进行统计分析，将CAVLC(基于上下文的自适应变长编码)码字空间分成常用的码字空间和未使用的码字空间两组，然后根据待嵌入比特和码字空间的映射关系嵌入水印，该方法同样具有较好的不可感知性，且嵌入容量也相对较大，但是该方法必须先对视频序列进行统计分析才能建立映射规制，而且该方法对码率的影响也较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够与H.264/AVC视频压缩编码标准相兼容，具有较高的水印容量，并能够有效保证水印的安全性和不可感知性，且能够有效地对视频帧进行完整性认证的面向H.264压缩比特流的视频水印方法。