[发明专利]一种基于宏块复杂度的自适应视频运动矢量隐写方法

摘要

本发明公开一种基于自适应宏块复杂度的视频运动矢量隐写方法，本方法利用视频运动矢量进行信息隐藏，其嵌入过程包含一次解压缩和两次压缩过程：首先，对于给定的一段载体视频，解压缩为无压缩的YUV视频；然后，进行第一次模拟压缩过程，记录每个宏块复杂度，获取视频序列复杂度分布数据；最后，依据复杂度分布与所要嵌入的秘密信息数量选择复杂度阈值，并进行第二次压缩，嵌入秘密信息时使用加减1匹配嵌入；本方法利用低复杂度宏块较高的局部最优概率，以及加减1匹配嵌入对相邻相关性的保持特性；嵌入算法生成的含密视频具有比特率低、画面质量高、嵌入速度快、反检测能力强等优点。

主权项

1.一种基于宏块复杂度的自适应视频运动矢量隐写方法，其特征在于，具体包括秘密信息嵌入和秘密信息提取两个过程；所述的秘密信息嵌入过程包括以下步骤：步骤1，对载体视频流进行解码处理，将压缩视频流解码为YUV原始视频流，作为后序嵌入的视频载体源；步骤2，对步骤1得到的原始视频流，在不嵌入秘密信息情况下进行视频第一次编码，编码过程中记录每个宏块复杂度，编码过后进行复杂度分布规律统计，得到数组a；数组a记录了所有复杂度数据出现次数；为复杂度自适应阈值选择提供参考信息；步骤3，结合数组a，依据所要嵌入的秘密信息大小，选择复杂度自适应阈值λ；假设嵌入需要使用X个宏块，则选取整数λ，使得a[1]+a[2]+…+a[λ‑1]＜X≤a[1]+a[2]+…+a[λ]；λ为复杂度自适应阈值；步骤4，进行第二次压缩，为秘密信息嵌入过程；该过程先将嵌入参数，包括秘密信息长度以及复杂度自适应阈值按顺序嵌入视频；待嵌入完毕后，依据设置的宏块复杂度自适应阈值，将复杂度低于阈值的宏块用于秘密信息嵌入，将秘密信息嵌入到低于复杂度自适应阈值的宏块中；所述的步骤4中包括如下步骤：步骤4.1，将参数信息M1加入到秘密信息M2前面，得到合并后的信息M，此时M＝M1+M2；步骤4.2，若嵌入进度处于参数信息M1的阶段，复杂度阈值C＝1000，若处于秘密信息M2的阶段，则C＝λ，否则认为嵌入过程完毕，设定C＝0；步骤4.3，正常编码一个宏块，即在不嵌入秘密信息情况下编码宏块，并计算其复杂度；若C＝0或复杂度大于C，都不需要进行嵌入，此宏块作为编码块存储，跳转步骤4.6，否则进入步骤4.4；步骤4.4，嵌入阶段，依据嵌入进度从M中选取2bit将要嵌入的秘密信息，对宏块运动矢量(H,V)嵌入秘密信息后变为嵌入方法为匹配嵌入，当运动矢量分量绝对值的LSB最低有效位与所要嵌入的秘密信息相同时，保持该分量不变，若相反，则进行加减1操作实现翻转，具体如下：此时原宏块变为含密宏块并将此宏块放入编码帧中存储；步骤4.5，若则此次嵌入为有效嵌入，嵌入进度加2bit，进入步骤4.6，否则，直接进入步骤4.6；步骤4.6，若视频编码完毕则结束，此时得到的编码视频即为含密视频，否则转步骤4.2继续编码；所述的秘密信息提取过程包括以下步骤：步骤a，对于给定的一个含密视频，解码一个宏块Bm×n，并计算宏块复杂度C(Bm×n)；步骤b，若宏块复杂度C(Bm×n)≤1000，提取H分量和V分量最低比特位，此2bit为参数，放入参数信息M1，提取进度加2bit；否则回到步骤a，其中，H(horizontal)代表的水平分量或者说是水平方向的偏移，V(vertical)代表垂直分量或者是垂直方向上的偏移；步骤c，若参数信息M1尚未提取完毕，则继续跳转步骤a；若提取完毕，则可从参数信息M1中获得复杂度自适应阈值λ，秘密信息M2的长度是L；步骤d，继续解码每个后续宏块Bm×n及其运动矢量，并计算宏块复杂度；步骤e，判断每个宏块复杂度C(Bm×n)是否小于等于λ，若是，则提取H分量和V分量最低比特位，依次将提取的bit存入缓存，提取进度增加2bit，进入步骤f；否则直接跳转f；步骤f，若秘密信息M2提取完毕，此时所有的秘密信息M2已经成功提取到输出缓存中；否则，认为秘密信息M2还未提取完成，回到步骤d；所述的步骤f中，提取完毕是指提取秘密信息M2长度达到L或者后续不存在可解码的宏块；步骤g，输出缓存数据，所述的缓存数据即为秘密信息M2。