基于视觉感知的3D-HEVC帧间信息隐藏算法

由于传统的视频信息隐藏算法缺乏对人眼视觉感 知特性的研究,本文提出一种基于视觉感知 的3D-HEVC(3D High Efficiency Video Coding,3D-HEVC)帧间信息隐藏算法。首先,根 据立体显 著模型和大津阈值,将立体视频图像分为显著区域和非显著区域;然后,建立隐秘信息与量 化参数 QP(Quantization Parameter,QP)的映射关系,且针对不同的区 域,利用隐秘信息根据余数相等原 则相应的调制P帧或B帧的QP值;最后,用含隐秘信息的QP进行编码。实验结果表明,该 算法 平均每帧嵌入容量为246bit,相比于原始HTM13.0,所提算法编码重建立体视频序列的PSNR 值和SSIM值平均下降0.031dB和 0.000058,比特率仅平均增长0.0741%,且能对隐秘信息盲提取。     

面向HBP编码格式的立体视频B帧整帧丢失分层错误隐藏算法

针对分层B帧(HBP)编码格式的立体视频B帧整帧丢失的问题,该文分析了双视点视频中存在的视点间运动矢量相关性,提出一种分层错误隐藏算法。该算法与当前主流的方法有两大不同:一是该算法采用分级隐藏,根据B帧的重要性等级不同采用不同的错误隐藏方法;二是该算法考虑了相邻视点序列之间的宏块运动矢量相关性。实验表明,该算法的性能优于当前常用的H.264多视点视频整帧丢失错误隐藏方法。     

一种基于H.264 CABAC的视频加密方案

基于块的数字视频编码一般包括运动估计、残差块变换和熵编码三个阶段。针对传统的视频加密方案是对第二阶段中的残差变换系数进行的加密,提出了一种基于H.264CABAC熵编码的视频加密方案。该方案充分利用了流密码加密简单、运算快的优点,将加密过程置于视频编码的第三个阶段。并利用可灵活配置的加密模块和密文反馈模式,增强加密的安全性。理论分析和实验结果表明,提出的算法具有计算简单、安全高效、易于实现、不改变视频格式和压缩效率的优点。     

HEVC帧内预测模式和分组码的视频信息隐藏

为了在最新的视频压缩标准－高效视频编码(HEVC) 下实现信息隐藏并在保证隐秘信息嵌入容量的前提下减少对宿 主信息的修改,提出基于帧内预测模式和分组码的HEVC视频信息隐藏方法。首先,利用分组 码的标准阵 列译码方法,建立(4,3)码标准阵列译表;然后,根据译码表与预测模式的映射关系,调 制帧内4×4亮 度块的预测模式嵌入隐秘信息;最后,对调制后的4×4亮度块重新编码,使得在连续4个4× 4帧内亮度 块嵌入3bit隐秘信息,平均修改1.25位预测模式,减小因调制预测模式对视频造成的影响 。实验结果表 明:所提算法的PSNR值下降在0.05 dB以内,码率增长在1%左右 ,算法能很好的保证视频主客观质量,对视频的编码比特率影响很小。     

高效的H．264误码掩盖方法——数据隐藏

H.264视频流采用熵编码,因此码流中很小的传输错误可能造成接收端码流质量的急剧下降。因此误码掩盖技术是近年来值得研究的课题。本文分析了几种混合的误码掩盖方法,以及基于数据隐藏的误码掩盖方法。数据隐藏方法在编码端提取当前帧的重要数据并嵌入到参考帧;解码端,若有损宏块的重要数据能够被正确的提取,则利用提取到的重要数据来掩盖误码。本文最后提出数据隐藏的发展方向。     

新一代视频编码技术HEVC算法分析及比较

新一代视频编码标准HEVC更倾向于处理高清视频,实现在设备复杂度有一定增加的前提下提高视频,尤其是高清视频的编码效率。结合现行的H.264标准,对比了HEVC标准在编码结构、帧内预测、帧间预测以及熵编码技术上的改进和算法上的优化。对HEVC的具体编码技术进行分析,并将HEVC与H.264编码性能进行了比较。实验结果表明,HEVC在编码性能上有了明显提高。     

H.264/AVC标准中基于CABAC的数字视频加密研究

分析和总结了用于新一代视频编码标准H.264／AVC加密的候选域，在此基础上提出了一种新的基于CABAC（基于上下文的自适应二进制算术编码）的数字视频加密方案，并给出了2种安全加密操作：RCME（规则编码模式加密）和BCME（旁路编码模式加密）实现了残差系数码字、运动矢量差码字和帧内预测模式的加密保护。实验结果表明，该方案具有较好的安全性、编码效率和误码顽健性。     

一种针对HEVC预测模式隐写的检测算法

针对高效视频编码(HEVC)帧内预测模式的信息隐藏 算法,提出了一种隐写检测算法。基于帧内预测模式的信 息隐藏算法,通过修改原始视频的帧内预测模式完成隐秘信息的嵌入。实验表明,这种操作 会导致部分帧 内预测单元(PU)的大小(4×4、16×16、32×32和64×64)发 生改变。对隐写视频进行相同参数的重压缩 后发现,不同大小的PU在数量上有向原始视频恢复的倾向,而原始视频重压缩后PU数量变 化很小。 定义了视频重压缩前后各尺寸PU数量及占有比例的变化率,并以此以作为特征,结合支持向 量机(SVM)分类器进行视频 信息隐藏检测。实验结果表明,本文算法简单、高效,而且对不同分辨率和不同量化参数的 视频均有良好的检测效果。     

高清视频内容完整性技术的研究

随着视频编辑软件的日益强大,视频内容篡改问题时常发生,对视频数据的破坏(包括帧删除,剪切,编辑)造成了视频无法提供真实可靠的参考信息。课题针对视频内容完整性问题进行方案研究,利用视频邻近像素的时空相关特性,采用合适的嵌入算法,将视频相关信息(包含用户名,视频设备编号,时间戳,帧序列号,哈希值)隐藏在视频编码压缩域中。在视频解码阶段,按照嵌入方案对应的映射规则将隐藏信息提取出来,重新计算提取信息的哈希值,并与原始的哈希值比对,根据比对结果判断视频信息完整性是否遭到破坏。实验结果表明该方案不仅对视频质量没有观感上的影响,同时能够有效地检测帧编辑、删除、替换等视频完整性威胁,实现了高清视频内容完整性检测,具有良好的应用意义。     

一种低比特率增长的H.264视频信息隐藏算法

提出一种基于预测模式调制的H.264视频信息隐藏算法。在H.264视频的帧内预测过程,通过调制I帧4×4亮度块的帧内预测模式实现隐秘信息的嵌入。调制方法是基于宿主4×4亮度块的边缘强度(DES)划分的映射规则进行的,从而避免了信息隐藏后视频流的比特率的过快增长。同时,通过结合矩阵编码技术使得修改一个预测模式可以隐藏4bit信息。在信息提取过程中,不需要对含密视频进行完全解码,只需获取含密视频的帧内预测模式即能提取秘密信息。实验结果表明,本文算法在提高隐藏容量和保证视频质量的同时,也有效避免了比特率的过快增长。     

基于雾气模型和选择加密的视频加雾隐藏算法

提出一种基于雾气模型和选择加密来对视频内容进行加雾隐藏的新算法。首先,将原始视频分帧并计算薄雾遮罩;当视频含明显涉密内容时,对涉密内容进行加密,并用浓雾遮罩对其实施隐藏,而对于无明显涉密内容的视频,此环节不作处理;然后,利用薄雾遮罩对视频画面实施隐藏,并针对雾气遮罩进行优化处理;最后,重组视频帧得到加雾视频。对加雾视频做逆运算可以恢复原始视频。实验结果表明,本算法能够对含密视频内容实施有效隐藏,并且能够降低数据量和抵抗去雾攻击。     

视频图像的3D DIWT数据隐藏算法

利用视频信号在空域和时域的高度相关性,通过三维离散整数小波变换(3D DIWT)对视频帧的分解,提出一种视频图像的数据隐藏算法.该算法结合优化的最低有效位(LSB)嵌入方法和3D DIWT良好的空时多分辨率特性,具有嵌入数据量大、操作简便以及易于硬件电路实时实现的优点.实验结果表明,与基于场景分割的3D DWT数据隐藏...     

Transparent encryption with scalable video communication: Lower-latency,CABAC-based schemes

Selective encryption masks all of the content without completely hiding it, as full encryption would do at a cost in encryption delay and increased bandwidth. Many commercial applications of video encryption do not even require selective encryption, because greater utility can be gained from transparent encryption, i.e. allowing prospective viewers to glimpse a reduced quality version of the content as a taster. Our lightweight selective encryption scheme when applied to scalable video coding is well suited to transparent encryption. The paper illustrates the gains in reducing delay and increased distortion arising from a transparent encryption that leaves reduced quality base layer in the clear. Reduced encryption of B-frames is a further step beyond transparent encryption in which the computational overhead reduction is traded against content security and limited distortion. This spectrum of video encryption possibilities is analyzed in this paper, though all of the schemes maintain decoder compatibility and add no bitrate overhead as a result of jointly encoding and encrypting the input video by virtue of carefully selecting the entropy coding parameters that are encrypted. The schemes are suitable both for H.264 and HEVC codecs, though demonstrated in the paper for H.264. Selected Content Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) parameters are encrypted by a lightweight Exclusive OR technique, which is chosen for practicality.     

基于CABAC的视觉质量可控的H.264视频感知加密算法

在视频点播等应用中,为了刺激消费者购买高质量的视频,需要对视频进行特别的感知加密,使视频加密后仍然部分可见。该文提出一种Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC)的视觉质量可控的快速感知加密算法。利用2D超混沌系统生成的流密码对重要的语法元素和敏感的编码元素异或加密。加密内容包括运动矢量差的符号位、非零系数符号位和语法元素significant_coeff_flag。分析及实验结果表明,提出的感知加密算法对码率无影响,编码时间仅增加7左右,视频质量随着质量因子的改变而变化,满足视频感知加密的应用需求。     

双混沌自同步流密码算法的设计与应用

视频在网络传输过程中需要利用密码进行加密以获得数据的保密性。针对视频存在数据量大和实时性强的特点,提出了一种双混沌自同步流密码算法,以提升加密视频的安全性能和加密效率。密码算法由两个离散时间混沌系统构成：首先,采用混沌反控制方法设计两个三维离散时间混沌系统;然后,将第一个混沌系统的状态变量作为第二个混沌系统的反控制器;最后,将第二个混沌系统迭代产生的状态变量与明文信息进行加密操作。该算法能够有效抵御选择密文攻击与分别征服攻击,具备良好的安全性能。实验测试表明,算法能够达到每秒25帧以上的实时性能,具有良好的加密效率。     

Efficient information hiding in H.264/AVC video coding

This paper proposes a new real-time information hiding algorithm on latest H.264/AVC video coding standard. The information is embedded into the Trailing Ones of 4×4 blocks during the Context-based Adaptive Variable Length Coding (CAVLC) process. This algorithm is efficient with low computational complexity. The simulation results show that the degradation of video quality is negligible, and the same overall bit-stream length is maintained. Based on this information hiding method, a video subtitle transmission scheme is proposed. Under the simulation of different RTP packet loss channels, the embedded information can be well recovered. The comparison with other algorithms shows the superiority of our proposed method.     

A DCT/DST-based error propagation-free data hiding algorithm for HEVC intra-coded frames

Currently, two error propagation-free discrete cosine transform (DCT)-based data hiding algorithms, one by Ma et al. and the other by Lin et al., were presented for H.264/AVC intra-coded frames. However, the state-of-the-art video codec, high efficiency video coding (HEVC), adopts both integer DCT and discrete sine transform (DST) such that the previous DCT-based algorithms cannot fully utilize available capacity for data hiding in HEVC. This paper presents the first DCT/DST-based data hiding algorithm for HEVC intra-coded frames where the block DCT and DST coefficient characteristics are investigated to locate the transformed coefficients that can be perturbed without propagating errors to neighboring blocks. Experimental results confirm the merits of the proposed algorithm in providing the intra-frame error propagation-free advantage, the quality improvement for marked images, the compression power inherited from HEVC, and the superiority of embedding capacity for low bitrate coding when compared with the previous two algorithms for H.264/AVC.     

Stereo video coding based on frame estimation and interpolation

The paper proposes a stereo video coding system. To ensure compatibility with monoscopic transmission, one of the view sequences is coded and transmitted conforming to the MPEG standard, referred to as the reference stream, and the other view stream is referred to as target stream. Only a few frames of the latter are coded and transmitted, while the rest are skipped and reconstructed at the decoder using a novel stereoscopic frame compensation and interpolation technique, termed SFEI BLCF. In disparity estimation, smooth and accurate disparity fields are obtained by using hierarchical Markov random field (MRF) and Gibbs random field (GRF) models. A fast search method is used to improve the precision and computation speed. Coding and decoding results show that, with only 8/spl sim/30% additional bandwidth over a single view bit stream, one can transmit, store, and reconstruct stereoscopic video sequences with reasonably good performance.     

适用于付费数字电视的视频加密方案

将广义骑士巡游与视频加密相结合,提出了一种新的视频加密方案.将原始视频每8帧划分为一个视频片断,把各个视频片断按照帧平面分解为三维空间的广义棋盘,并提出4种方案,通过骑士的跳动置乱加密视频片断,从而达到视频加密的目的.实验结果表明,该方案加密效果好,加密效率高.而且,加密视频视觉质量可控性强,满足安全性要求,在付费数字电视节目播放等方面上具有广阔的应用前景.     

HEVC video information hiding scheme based on adaptive double-layer embedding strategy

High Efficiency Video Coding (HEVC) is well-known as an internationally popular video coding standard, and HEVC-based steganography has received increasing attention. In this paper, a new adaptive HEVC video information hiding method based on Prediction Unit (PU) partition mode and double-layer embedding strategy is proposed. Double-layer embedding is a method to complete the first-layer embedding using the mapping rules of PU partition mode, and to perform the second-layer embedding after the first-layer embedding. The cost assignment function designed in this paper can accurately evaluate the second-layer data embedding distortion. The frame position, motion properties and block size of PU are taken into consideration for the second-layer data embedding, and the syndrome-trellis codes (STCs) are used to minimize the embedding distortion. Experimental results show that the proposed adaptive double-layer embedding algorithm has better embedding efficiency and less embedding distortion in most cases.