[发明专利]一种基于改进差值扩展的可逆信息隐藏方法

摘要

本发明公开了一种基于改进差值扩展的可逆信息隐藏方法，选择在I帧的亮度残差QDCT系数上实施嵌入，将每个4×4块中的相邻QDCT系数两两组成一对并提取系数差值，对待嵌入信息的系数差值对进行修改，使其差值得到扩展的同时达到嵌入秘密信息的目的。由于H.264视频编码中的帧内预测模式的应用，对残差系数的修改将造成帧内的失真漂移，本发明首先根据帧内预测过程和预测模式筛选适合嵌入的亮度残差系数块，可抑制帧内失真漂移。通过改进后的可逆算法可以控制嵌入时对差值进行二倍扩展的幅值，降低系数的修改幅值；并且利用视频编码中DCT系数量化后中高频系数值较小的特点，降低嵌入失真，获得更高的载密视频质量。

主权项

1.一种基于改进差值扩展的可逆信息隐藏方法，选择在I帧上提取量化后的4×4亮度残差DCT系数，将每个4×4块中的相邻QDCT系数两两组成一对并提取系数差值，对待嵌入信息的系数对进行修改，使其差值得到扩展的同时达到嵌入秘密信息的目的；在解码端提取出嵌入信息的亮度4×4DCT系数块，对嵌入信息进行提取并恢复原始载体数据；主要包括以下步骤：(1)基于改进差值扩展的可逆信息隐藏的嵌入块选择和信息嵌入选择为I帧的亮度残差QDCT系数实施信息嵌入；为了抑制失真漂移，根据编码过程中已编码子块B_i,j和待编码的相邻子块B_i,j+1、B_i+1,j+1、B_i+1,j、B_i+1,j‑1的位置关系以及4×4块预测模式，设M_i,j+1、M_i+1,j+1、M_i+1,j、M_i+1,j‑1分别代表B_i,j+1、B_i+1,j+1、B_i+1,j、B_i+1,j‑1的帧内预测模式，提出了两个筛选条件：1)CON1：M_i,j+1∈{0,3,7}_4×4U{0}_16×16；2)CON2：M_i+1,j‑1∈{0,1,2,4,5,6,8}_4×4U{0,1,2,3}_16×16，且M_i+1,j∈{1,8}_4×4U{1}_16×16；读取H.264熵编码后的码流，通过熵解码提取出I帧的QDCT亮度残差系数和每个亮度子块的帧内预测信息，通过预测模式对每个4×4子块进行筛选，并对同时满足CON1、CON2的子块实施嵌入操作；对每个可嵌入信息的4×4子块系数提取中高频系数，并划分成两两一组的系数对，对每一个系数对的差值实施扩展操作，同时嵌入秘密信息，得到载密视频；(2)嵌入信息的提取和载体恢复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系数和每个亮度子块的帧内预测信息，通过预测模式选出嵌有秘密信息的4×4子块，进行信息提取和载体恢复的过程。