基于块间组对的视频信息隐藏方法、系统、装置及介质

本发明涉及多媒体信息安全，尤其涉及一种基于块间组对的视频信息隐藏方法、系统、装置及介质。

背景技术：

1、数据隐藏在古代也叫隐写术，指的是将一些信息转换为二进制数据并加密后通过嵌入提取双方约定的方案嵌入到一些数字载体(如视频)中，并减少对原数字载体的影响，从而保证所嵌入的数据无法被其他人察觉，实现信息隐藏。视频的密文域可逆数据隐藏就是把信息通嵌入到视频中，其中的可逆即是指在接收方分离出嵌入的数据之后，可以得到与嵌入前完全一致的视频文件。

2、目前的嵌入方案主要是包括：1)对帧内块间预测方向进行更改，根据方向编号的奇偶性嵌入0或者1；2)更改宏块划分方式，实现数据嵌入；3)对宏块的亮度值进行差分扩展；4)对宏块亮度值进行一维直方图平移；5)对宏块亮度值进行二维直方图平移。此外，还有通过对预测方式的预判，减少帧内帧间误差的传递。一般来说，对作为一组视频参考帧的i帧修改，因为帧内和帧间误差传递对视频质量影响最大，所以一般不对i帧进行嵌入。

技术实现思路

1、为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种基于块间组对的视频信息隐藏方法、系统、装置及介质。

2、本发明所采用的技术方案是：

3、一种基于块间组对的视频信息隐藏方法，包括以下步骤：

4、获取编码后的h.264视频数据，以及获取h.264视频数据中所有4×4亮度块的系数；

5、根据4×4亮度块的直流系数dc绝对值的大小，对所有的4×4亮度块进行排序；

6、对相邻的亮度块中的第二顺序位至最后一位的交流系数进行两两组对，获得系数对；

7、根据系数对、需要嵌入数据和二维直方转移图对亮度块进行相应转移；

8、将嵌入后的4×4亮度块按照原始顺序放入编码后的h.264视频数据，实现信息的隐藏。

9、进一步地，所述获取h.264视频数据中所有4×4亮度块的系数，包括：

10、对得到的4×4亮度块的系数进行zigzag扫描，得到如下的向量：

11、(dc,ac1,ac2,ac3,ac4,ac5,ac6,ac7,ac8,ac9,ac10,ac11,ac12,ac13,ac14,ac15)

12、其中，dc和ac系数分别表示亮度块的直流系数和交流系数。

13、进一步地，所述根据4×4亮度块的直流系数dc绝对值的大小，对所有的4×4亮度块进行排序，包括：

14、选择直流系数dc绝对值作为参数，对所有的4×4亮度块进行从小到大地排序；其中，直流系数dc绝对值越小，表示块越平滑，修改之后对视频质量影响较小，且直流系数dc绝对值相同的块，块间相同系数出现的概率更高。以及由于修改全0块对视频文件尺寸增长和视频质量下降影响较大，所以不对其修改。

15、进一步地，所述根据系数对、需要嵌入数据和二维直方转移图对亮度块进行相应转移，包括：

16、根据待嵌入数据的内容，确定系数对的转移方向；

17、根据转移方向对亮度块进行相应转移。

18、进一步地，采用以下公式计算每一对数据的嵌入效率：

19、

20、其中，pi表示该转移变换方向的概率，bi表示该转移方向上的嵌入位数，mi表示该转移方向上0系数对的改变位数。

21、本发明所采用的另一技术方案是：

22、一种基于块间组对的视频信息隐藏系统，包括：

23、系统提取模块，用于获取编码后的h.264视频数据，以及获取h.264视频数据中所有4×4亮度块的系数；

24、系数排序模块，用于根据4×4亮度块的直流系数dc绝对值的大小，对所有的4×4亮度块进行排序；

25、系数配对模块，用于对相邻的亮度块中的第二顺序位至最后一位的交流系数进行两两组对，获得系数对；

26、数据隐藏模块，用于根据系数对、需要嵌入数据和二维直方转移图对亮度块进行相应转移；

27、亮度块放回模块，用于将嵌入后的4×4亮度块按照原始顺序放入编码后的h.264视频数据，实现信息的隐藏。

28、进一步地，所述获取h.264视频数据中所有4×4亮度块的系数，包括：

29、对得到的4×4亮度块的系数进行zigzag扫描，得到如下的向量：

30、(dc,ac1,ac2,ac3,ac4,ac5,ac6,ac7,ac8,ac9,ac10,ac11,ac12,ac13,ac14,ac15)

31、其中，dc和ac系数分别表示亮度块的直流系数和交流系数。

32、进一步地，所述根据4×4亮度块的直流系数dc绝对值的大小，对所有的4×4亮度块进行排序，包括：

33、选择直流系数dc绝对值作为参数，对所有的4×4亮度块进行从小到大地排序；其中，直流系数dc绝对值越小，表示块越平滑，修改之后对视频质量影响较小，且直流系数dc绝对值相同的块，块间相同系数出现的概率更高。

34、本发明所采用的另一技术方案是：

35、一种基于块间组对的视频信息隐藏装置，包括：

36、至少一个处理器；

37、至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

38、当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。

39、本发明所采用的另一技术方案是：

40、一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如上所述方法。

41、本发明的有益效果是：本发明提出一种新的视频信息隐藏方案，通过块间组对的方式，根据嵌入数据修改视频数据中的亮度块，从而实现隐藏数据的嵌入，能够有效减少对视频质量的影响和视频文件尺寸的增加。

技术特征：

1.一种基于块间组对的视频信息隐藏方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于块间组对的视频信息隐藏方法，其特征在于，所述获取h.264视频数据中所有4×4亮度块的系数，包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于块间组对的视频信息隐藏方法，其特征在于，所述根据4×4亮度块的直流系数dc绝对值的大小，对所有的4×4亮度块进行排序，包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于块间组对的视频信息隐藏方法，其特征在于，所述根据系数对、需要嵌入数据和二维直方转移图对亮度块进行相应转移，包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于块间组对的视频信息隐藏方法，其特征在于，采用以下公式计算每一对数据的嵌入效率：

6.一种基于块间组对的视频信息隐藏系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于块间组对的视频信息隐藏系统，其特征在于，所述获取h.264视频数据中所有4×4亮度块的系数，包括：

8.根据权利要求6所述的一种基于块间组对的视频信息隐藏系统，其特征在于，所述根据4×4亮度块的直流系数dc绝对值的大小，对所有的4×4亮度块进行排序，包括：

9.一种基于块间组对的视频信息隐藏装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-5任一项所述方法。

技术总结
本发明公开了一种基于块间组对的视频信息隐藏方法、系统、装置及介质，其中方法包括：获取编码后的h.264视频数据，以及获取h.264视频数据中所有4×4亮度块的系数；根据4×4亮度块的直流系数DC绝对值的大小，对所有的4×4亮度块进行排序；对相邻的亮度块中的第二顺序位至最后一位的交流系数进行两两组对，获得系数对；根据系数对、需要嵌入数据和二维直方转移图对亮度块进行相应转移；将嵌入后的4×4亮度块按照原始顺序放入编码后的h.264视频数据。本发明通过块间组对的方式，根据嵌入数据修改视频数据中的亮度块，从而实现隐藏数据的嵌入，能够有效减少对视频质量的影响和视频文件尺寸的增加。本发明可广泛应用于多媒体信息安全技术领域。

技术研发人员：刘伟,何军辉
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13