用于内容认证的半脆弱可逆视频水印算法

提出了一种运用哈希函数进行MPEG-4内容认证的半脆弱可逆视频水印算法。在YUV视频进行MPEG-4编码的I帧中嵌入两个水印,一个运用哈希函数进行内容完整性验证并嵌入帧序号进行帧间篡改定位,另一个基于直流系数和低频系数用于帧内篡改定位。实验结果表明,算法能够对视频内容进行验证并实现篡改定位,且对MPEG-4压缩具有鲁棒性。另外,算法具有可逆性,能够在视频内容可信的前提下进行无损恢复。     

同源视频Copy-Move篡改检测及恢复

针对同源视频序列的copy-move篡改方式, 提出一种通过度量图像内容间的相关性, 来实现对视频序列的copy-move篡改检测并恢复的方法. 首先将视频帧内容转化为一系列连续的图像帧, 对图像分块, 提取每帧图像的8个特征矢量, 再利用欧氏距离计算帧间相关性, 并通过添加偏差矩阵构造动态偏差阈值, 检测出copy-move篡改序列且精确至帧, 从而实现对视频序列的篡改检测与恢复. 实验表明, 该算法对同源视频序列的copy-move篡改检测及恢复能够取得理想的效果.     

基于边缘异常与压缩跟踪的视频抠像篡改检测

近年来视频的真实性认证成为信息安全领域的一个研究热点。视频的篡改方式多种多样,为了有效判断视频中某个目标的出现是否真实,提出一种视频抠像的篡改检测方法。由于成像设备CFA插值的存在,使得像素存在一定的邻域相关性。为此,提取视频的帧序列,对图像帧进行Sobel边缘检测,计算边缘点4个方向上像素值的偏差来检测边缘点,确定异常边缘点,定位篡改区域,并对篡改区域进行学习,结合压缩跟踪算法快速查找时域上帧的篡改范围,当目标消失跟踪结束之后,在目标出现的最后一帧再次进行异常边缘检测,与最初检测到的异常区域进行对比,查看检测结果是否一致。实验结果表明,该算法大幅提高了检测效率,并且准确率较高。     

一种像素级的图像篡改认证算法

提出了一种用于图像内容像素级篡改认证的脆弱水印算法，能准确识别图像中被篡改的像素点，并且能容忍图像传输过程中出现的个别认证信息位的传输错误。这种算法以向左右和上下各扩展若干个像素点来产生认证信息，结合周围像素来确定嵌入的水印比特而引入基于图像的不确定性的某些算法,常常会出现被篡改的单个像素点不能被准确定位的问题,本算法可有效解决这一问题,认证信息进行加密后再进行嵌入，解决了多数像素级认证算法所出现的安全漏洞问题。     

全局运动补偿技术在形状信息错误隐藏中研究

深入研究MPEG-4的形状编码技术和视频图像帧的编码方式,参照全局运动补偿技术,在图像形状信息全部丢失、部分丢失信息变化复杂的情况下,提出一种基于全局运动补偿的前向错误隐藏方法对出现传输错误的图像进行恢复。通过与Cheng方法对比仿真实验证明该方法取得很好的恢复效果,尤其是对象形状信息全部丢失时。     

一种MPEG-4视频采集与传输系统的研究与实现

介绍一种基于嵌入式处理器的视频采集与传输系统方案,该方案硬件平台由Freescale MXL处理器和CMOS图像传感器组成,在嵌入式Linux平台下利用软件实现视频数据的采集、MPEG-4编码和网络传输。为提高视频编码效率,利用处理器内嵌的多媒体加速器硬件实现DCT算法,并对运动估计、量化、半像素插值等关键部分进行汇编优化。试验结果表明该方案对分辨率为QCIF的图像可以达到20帧／秒的编码效果。     

基于直方图对的MPEG-4无损数据隐藏

目前绝大部分无损数据隐藏方案,只能无损恢复嵌入数据,而在数据提取后,原始的视频载体无法完全恢复,本质上仍是有损隐藏算法.为了实现视频无损认证和隐蔽通信,提出基于直方图对的MPEG-4视频无损数据隐藏方法.通过直方图调整,在MPEG-4视频的帧内视频对象平面(I-VOP)的量化离散余弦变换(DCT)系数中隐藏数据.同时,在提取过程中不需要原视频的参与,获得嵌入数据并且完全恢复原始视频.理论分析与实验结果表明,该方法失真程度小,隐蔽性高,适用性大.     

基于几何均值分解和结构相似度的同源视频时间域复制粘贴篡改快速检测及恢复方法

针对现有方法中篡改检测效率不高、定位不精确的问题,提出了一种基于几何均值分解(GMD)和结构相似度(SSIM)的同源视频复制-粘贴快速篡改检测及恢复的方法。首先,将视频转换为灰度图像序列。其次,将几何均值分解作为检测特征,提出了一个基于块的搜索策略来定位复制序列的起始帧。此外,算法首次将结构相似度用于度量视频两帧之间的相似度,并利用结构相似度对搜索策略得到的起始帧进行复检。由于复制视频序列对应两帧之间的相似度高于未篡改序列对应两帧之间的相似度,提出了一个基于结构相似度的从粗到精的方法来定位复制视频序列的末尾帧。最后,对视频进行恢复。与其他几种经典算法进行对比,实验结果表明,所提方法不仅能够检测经过复制-粘贴篡改操作的视频,而且能准确地定位复制-粘贴序列。此外,该方法在检测精度、召回率和检测时间上有较大提升。     

精确的图像篡改定位与恢复的三水印算法

针对目前图像篡改定位与恢复的水印算法在篡改定位精度和篡改恢复性能方面存在的不足,提出一种精确的图像篡改定位与恢复的三水印算法。该算法在最低有效位(LSB)方法的基础上,采用二进制编码的方式生成检测水印、定位水印和恢复水印等三种水印,并嵌入到图像的低位。篡改检测和篡改恢复采用基于分块的检测水印和恢复水印,篡改精确定位采用基于单像素的定位水印。仿真实验表明,该算法对任意大小的亮度图像、RGB图像具有高精度的篡改定位能力,并且具有很好的篡改恢复性能。     

一种篡改检测与篡改定位分离的图像认证方案

针对脆弱水印认证算法的篡改定位精度及安全性问题,提出了一种将篡改检测和定位分离的图像认证方案:对图像进行单像素置乱并将其低两位置零,采用像素关联技术生成各个像素的篡改定位水印,并将其嵌入到自身的次低位;将图像逆置乱后并进行分块,生成各个分块的篡改检测水印,将篡改检测水印嵌入到各像素的最低位,进而生成含水印图像.理论分析和实验结果表明:该方案可以抵抗目前针对单像素认证算法的Oracle攻击及针对分块算法的量化攻击,在保证系统安全性的同时可将篡改定位到单个像素.     

Motion vector refinement for high-performance transcoding

In transcoding, simply reusing the motion vectors extracted from an incoming video bit stream may not result in the best quality. In this paper, we show that the incoming motion vectors become nonoptimal due to the reconstruction errors. To achieve the best video quality possible, a new motion estimation should be performed in the transcoder. We propose a fast-search adaptive motion vector refinement scheme that is capable of providing video quality comparable to that can be achieved by performing a new full-scale motion estimation but with much less computation. We discuss the case when some incoming frames are dropped for frame-rate conversions, and propose motion vector composition method to compose a motion vector from the incoming motion vectors. The composed motion vector can also be refined using the proposed motion vector refinement scheme to achieve better results     

基于长支集小波的可伸缩视频编码及其并行实现

离散小波变换由于具有良好的时空频率局域性和多分辨率特性，已经成为可伸缩视频编码的理想工具．可伸缩视频编码只需编码一次就可产生完全可伸缩的嵌入式码流，对码流的一部分解码可以得到不同质量和时空分辨率的视频、本文在MC-EZBC的基础上，通过采用提升型长支集小波进行亚像素精度的运动补偿时间滤波和空间分解实现了对MC—EZBC的改进，在中高码率时的性能可与H、264／AVC相比较．在南开之星上实现了并行编码，取得了较高的加速比．     

H.264/AVC视频流完整性认证的脆弱水印算法

提出一种基于脆弱水印的视频流完整性认证方法,在H.264压缩比特流中,首先根据I_Slice 中4×4块的编码模式生成认证码,然后通过调制某些运动子块的VLC码字将其嵌入B_Slice和P_Slice的视频流中。这种调制是基于VLC码字和待嵌入比特之间的映射规则进行的。映射后的码字与原码字具有很好的相似性,即码字长度不变,码字表示的编码元素值相似。该算法可以实现水印的快速提取,满足视频实时处理的要求。实验仿真结果表明,本算法具有较小的视频失真,并能有效地对视频帧进行完整性认证。     

An efficient image authentication method based on Hamming code

Image authentication has come through a history of several years. However, up to the present time, most mainstream image authentication schemes are still unable to detect burst bit errors. Moreover, the capability of recovering tampered pixels in detail (complex) areas has not been very satisfactory either. In this paper, we offer to combine the Hamming code technique, Torus automorphism and bit rotation technique to do tamper proofing. According to our experimental results, our new hybrid method can effectively eliminate burst bit errors, and our recovered pixels in detail areas can actually gain very high clarity. The results show that our scheme is quite a practical method, which is quite able to detect and recover tampered areas.     

基于内容特征的MPEG视频认证方案

为对MPEG视频是否经受恶意篡改实施有效认证,提出一种融合全局内容特征和局部内容特征的MPEG视频分层CFA认证方案。该方案选取的特征具有两类“半脆弱”的特征,即全局特征和局部特征。全局特征由I帧分块DC系数矩阵的相关系数构建,而局部特征则反映了视频宏块的基本信息。基于两类特征的构建,使得方案对于可接受的“内容保持”处理具有鲁棒性,而对恶意篡改具有敏感性,从而增强了对内容篡改行为的识别能力。同时,方案能够以较小的计算复杂度对视频内容是否遭受恶意篡改进行快速判决,平均运算时间减少了约20％。     

一种面向视频应用的有效实时码率控制算法

为提供实时视频传输服务,同时保证一定的视频质量,提出了一种基于JVT-G012的动态码率控制算法。在编码过程中,根据图像内容的运动特性,动态决定GOP长度,同时防止输出缓冲器的上溢和下溢;为复杂度较高的宏块（MB）分配较多的比特。实验结果表明,该算法对于场景变化较大的实际视频序列有较好的编码效果。     

Enhancing wireless video streaming using lightweight approximate authentication

In this paper, we propose a novel lightweight approximate authentication algorithm that provides efficient protection for wireless video streaming where attacks on the stream are possible, but classical integrity protection algorithms are impractical because bit errors occur naturally. The benefits of the proposed algorithm over other algorithms are fast execution and small message authentication code size. Moreover, the approximate authentication supports error resilient video decoding by dropping seriously damaged packets, thus improving the perceived quality of the video stream. The performance of the algorithm is demonstrated via numerical analysis, simulations and measurements over modeled and real wireless channels.     

基于Kalman优化的MPEG-4视频业务模型

提出了一种支持MPEG-4可比特率视频业务模型，用Kalman优化的方法，对未来帧进行线形预测，而不需要更多的先验信息，进行动态带宽分配，提高带宽的利用率，用这种方法，对MPEG-4业务进行建模，并利用该模型讨论了在不同带宽利用率的情况下丢包情况，实验仿真结果表明，该方法与实际视频业务在相同条件下的丢包率误差较小，适于实时视频业务的预测与资源预留。     

精细分级视频码流传输和容错性能的研究

精细分级编码是解决网络异构性的有效方法之一。编码输出码流的容错性能是衡量编码技术性能的重要指标。该文实现了一个支持精细分级编码的H.264编解码器,并对精细分级码流在IP网上的传输性能进行了研究。提出了一种精细分级码流容错传输打包策略。实验结果表明,该方案具有良好的容错性能。     

一种基于MPEG-4的帧间差分能量视频水印算法

针对视频水印的盲检测特性和对时间轴上帧操作的鲁棒性,论文提出了一种基于相邻帧间相关性的视频水印算法,即在预测帧的编码过程中,根据编码器的运动估计和补偿模块提供的运动向量和宏块的编码模式,在残差中嵌入水印数据。在该算法中,用能量替换函数保证嵌入数据不影响视频质量,用重同步策略来保证水印提取时的鲁棒性,并且在水印提取的过程中不需要任何附加信息,是一种盲检测算法。水印的嵌入和提取是在视频的编、解码过程中直接利用编码器提供的信息进行的,因此该算法具有计算复杂性低的特点。实验证明这种方法能够抵抗重编码操作,并且对于帧删除、帧插入和帧置换等攻击也有一定的鲁棒性,而且由于该算法是在预测帧的残差中进行,水印的隐藏效果比较好,生成码流的信噪比也较高。