华南理工大学学报(自然科学版)

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修改标志位的大容量无损HEVC信息隐藏方法

胡永健1 龚文斌1 刘琲贝1 刘烁炜1  朱美能2   

  1. 1. 华南理工大学 电子与信息学院,广东 广州 510640; 2. 北京电子技术应用研究所,北京 100091)
     
  • 收稿日期:2017-11-15 出版日期:2018-05-25 发布日期:2018-04-03
  • 通信作者: 胡永健( 1962-) ,男,教授,博士生导师,主要从事多媒体信息安全、图像处理以及模式识别研究. E-mail:eeyjhu@scut.edu.cn
  • 作者简介:胡永健( 1962-) ,男,教授,博士生导师,主要从事多媒体信息安全、图像处理以及模式识别研究.
  • 基金资助:
    广东省科技计划国际协同创新项目( 2017A05051002) ; 广东省自然科学基金博士科研启动项目 ( 2017A030310320) ;广州市科技计划项目( 201510010275) ;中新国际联合研究院项目( 206-A017023) 

Large-Capacity Lossless HEVC Information Hiding Based on Index Parameter Modification
 

HU Yongjian1 GONG Wenbin1 LIU Beibei1 LIU Shuowei1 ZHU Meineng2   

  1. 1. School of Electronic and Information Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640, Guangdong,China; 2. Beijing Institute of Electronics Technology and Application,Beijing 100091,China
  • Received:2017-11-15 Online:2018-05-25 Published:2018-04-03
  • Contact: 胡永健( 1962-) ,男,教授,博士生导师,主要从事多媒体信息安全、图像处理以及模式识别研究. E-mail:eeyjhu@scut.edu.cn
  • About author:胡永健( 1962-) ,男,教授,博士生导师,主要从事多媒体信息安全、图像处理以及模式识别研究.
  • Supported by:
     Supported by the Science and Technology Planning Project of Guangdong Province( 2017A05051002) and the Doctoral Start-Up Fund of Natural Science Foundation of Guangdong Province( 2017A030310320) 

摘要:

传统的视频信息隐藏方法大多通过修改视频的帧内预测模式、运动向量或预测 残差系数来实现. 然而,高效视频编码( HEVC) 标准的高级运动向量预测( AMVP) 技术同 时利用相邻块的空域运动向量和时域运动向量来预测当前块的运动向量,通过在码流中 保存预测运动向量的标志值来标识所使用的预测运动向量. 基于这一特点,文中创新性地 提出通过修改标志值来嵌入秘密信息. 为了保证嵌密视频的质量,文中分析了标志值、预 测运动向量以及运动向量残差之间的关系,然后对运动向量残差进行匹配修改,以此确保 嵌密前后预测块的运动向量不变. 实验结果表明,文中方法具有较大的嵌入容量和较小的 比特率增加,且嵌密视频的质量与原始视频完全相同. 

关键词: 信息隐藏, 高效视频编码, 运动向量, 高级运动向量预测, 预测运动向量标志值 

Abstract:  Traditional video information hiding usually modifies intraframe prediction modes,motion vectors or prediction residual coefficients for secrete message embedding. For HEVC ( High Efficiency Video Coding) standard,however, it adopts an advanced motion vector prediction ( AMVP) which uses both spatial motion vector and temporal motion vector of the adjacent block to predict the motion vector of the current block. The motion vector index is given to a prediction motion vector when it is used. Due to this new technique, this article first proposes to embed the secret information by modifying the index value. In order to guarantee the quality of the modified video, we analyze the relationship among the index value,the predicted motion vector and the motion vector residual so that we can accordingly modify the corresponding motion vector residual. This motion vector can remain unchanged after embedding. We control the capacity and bit rate change by means of a threshold. Experimental results show that our method has a larger embedded capacity and smaller bit rate increase. In particular,our method can ensure that the quality of embedded video is the same as the original video. 

Key words: information hiding, high efficiency video coding, motion vector, advanced motion vector prediction, prediction motion vector index

中图分类号: