计算机应用 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (3): 756-762.DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018071604
收稿日期:
2018-08-02
修回日期:
2018-09-19
发布日期:
2019-03-11
出版日期:
2019-03-10
作者简介:
钮可(1981-),男,浙江湖州人,副教授,博士研究生,主要研究方向:信息隐藏、多媒体安全;张硕(1988-),女,山东日照人,硕士研究生,主要研究方向:军事通信、信息隐藏;杨晓元(1959-),男,湖南湘潭人,教授,博士生导师,硕士,主要研究方向:信息安全、密码学。
基金资助:
NIU Ke1,2, ZHANG Shuo3, YANG Xiaoyuan1,2
Received:
2018-08-02
Revised:
2018-09-19
Online:
2019-03-11
Published:
2019-03-10
Contact:
杨晓元
Supported by:
摘要: 针对压缩域视频隐藏算法嵌入容量低、不可见性差的问题,提出了一种H.264/AVC加密域的可逆隐写方案。首先由嵌入容量和载体大小决定参考帧间隔参数,并根据需要决定是否对载体进行加密;然后,根据待嵌视频帧数生成嵌入密钥;最后通过压缩视频中矢量直方图迁移,实现运动矢量上的可逆信息嵌入。所提方案通过指定解码参考帧,克服了由于运动矢量修改而造成的失真累加效应。所提方案兼容基于运动矢量的视频加密算法,视频的解密和信息提取分别依赖解密密钥和嵌入密钥,两者之间相互分离,在视频密文域或者解密后的明文域中均能提取信息并无损恢复视频载体。信息的安全性依赖于嵌入密钥,密钥长度可以根据需要控制,最大长度等于可嵌入信息的帧数。实验表明该方案计算复杂度低,安全度高,并可以根据嵌入负载调整容量和不可见性,与BCH码可逆嵌入方案相比PSNR值提高3~5 dB,平均嵌入容量增加5~10倍。
中图分类号:
钮可, 张硕, 杨晓元. 基于矢量直方图迁移的视频加密域可逆隐写方案[J]. 计算机应用, 2019, 39(3): 756-762.
NIU Ke, ZHANG Shuo, YANG Xiaoyuan. Reversible data hiding scheme in encrypted videos based on vector histogram shifting[J]. Journal of Computer Applications, 2019, 39(3): 756-762.
[1] AL-QERSHI O M, KHOO B E. Two-dimensional difference expansion (2D-DE) scheme with a characteristics-based threshold[J]. Signal Processing, 2013, 93(1):154-162. [2] ALATTAR A M. Reversible watermark using the difference expansion of a generalized integer transform[J]. IEEE Transactions on Image Processing, 2004, 13(8):1147-1156. [3] BARTON J M. Method and apparatus for embedding authentication information within digital data:US, 6523114[P]. 1997-07-08. [4] HONSINGER C W, JONES P W, RABBANI M, et al. Lossless recovery of an original image containing embedded data:US, 77102/E-D[P]. 2001-08-21. [5] COATRIEUX G, Le GUILLOU C, CAUVIN J-M, et al. Reversible watermarking for knowledge digest embedding and reliability control in medical images[J]. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, 2009, 13(2):158-165. [6] PENG F, LEI Y, LONG M, et al. A reversible watermarking scheme for two-dimensional CAD engineering graphics based on improved difference expansion[J]. Computer-Aided Design, 2011, 43(8):1018-1024. [7] HWANG K, LI D. Trusted cloud computing with secure resources and data coloring[J]. IEEE Internet Computing, 2010, 14(5):14-22. [8] SHI Y-Q, LI X, ZHANG X, et al. Reversible data hiding:advances in the past two decades[J]. IEEE Access, 2016, 4:3210-3237. [9] TIAN J. Reversible data embedding using a difference expansion[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 2003, 13(8):890-896. [10] NI Z, SHI Y Q, ANSARI N, et al. Reversible data hiding[J]. IEEE Transactions on Circuits and System for Video Technology, 2006, 16(3):354-362. [11] LIU Y, JU L, HU M, et al. A robust reversible data hiding scheme for H.264 without distortion drift[J]. Neurocomputing, 2015,151:1053-1062. [12] ZHAO J, LI Z-T, FENG B. A novel two-dimensional histogram modification for reversible data embedding in to stereo H.264 video[J]. Multimedia Tools and Applications, 2016, 75(10):5959-5980. [13] VURAL C, BARAKLI B. Reversible video watermarking using motion-compensated frame interpolation error expansion[J]. Signal, Image and Video Processing, 2015, 9(7):1613-1623. [14] RICHARDSON I E G. H.264 and MPEG-4 Video Compression:Video Coding for Next-generation Multimedia[M]. Hoboken, NJ:John Wiley & Sons, 2003:171-172. [15] FALLAHPOUR M, SEDAAGHI M H. High capacity lossless data hiding based on histogram modification[J]. IEICE Electronics Express, 2007, 4(7):205-210. [16] LEE S-K, SUH Y-H, HO Y-S. Reversiblee image authentication based on watermarking[C]//Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Multimedia and Expo. Washington, DC:IEEE Computer Society, 2006:1321-1324. [17] WANG J, NI J, ZHANG X, et al. Rate and distortion optimization for reversible data hiding using multiple histogram shifting[J]. IEEE Transactions on Cybernetics, 2017, 47(2):315-326. [18] 毕厚杰,王健.新一代视频压缩编码标准:H.264/AVC[M].2版.北京:人民邮电出版社,2009:114.(BI H J, WANG J. New Generation Video Compression Coding Standard:H.264/AVC[M]. 2nd ed. Beijing:Posts & Telecom Press, 2009:114.) [19] WEI S-T, TIEN C-W, LIU B-D, et al. Adaptive truncation algorithm for Hadamard-transformed H.264/AVC lossless video coding[J]. IEEE Transactions on Circuits and System for Video Technology, 2011, 21(5):538-548. [20] XU D, WANG R, SHI Y Q. Data hiding in encrypted H.264/AVC video streams by codeword substitution[J]. IEEE Transactions on Information Forensics and Security, 2014, 9(4):596-606. [21] STUTZ T, UHL A. A survey of H.264 AVC/SVC encryption[J]. IEEE Transactions on Circuits and System for Video Technology, 2012, 22(3):325-339. [22] XU D, WANG R, SHI Y Q. Reversible data hiding in encrypted H.264/AVC video streams[C]//Proceedings of the 2013 International Workshop on Digital Watermarking, LNCS 8389. Berlin:Springer, 2013:141-152. [23] MUHIT A A, PICKERING M R, FRATER M R, et al. Video coding using elastic motion model and larger blocks[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 2010, 20(5):661-672. [24] MUHIT A A, PICKERING M R, FRATER M R, et al. Video coding using fast geometry-adaptive partitioning and an elastic motion model[J]. Journal of Visual Communication and Image Representation, 2012, 23(1):31-41. |
[1] | 况世雄 姚俊波 陆佳炜 王琪冰 肖刚. 基于动态图卷积网络的电梯乘客异常行为数据增强方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0. |
[2] | 康斌 陈斌 王俊杰 李昱林 赵军智 咸伟志. 基于多粒度共享语义中心关联的文本到人物检索方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0. |
[3] | 王子怡 李卫军 刘雪洋 丁建平 刘世侠 苏易礌. 基于Swin Transformer与多尺度特征融合的图像描述方法#br# [J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0. |
[4] | 付可意, 王高才, 邬满. 基于改进区域提议网络和特征聚合小样本目标检测方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2024, 44(12): 3790-3797. |
[5] | 庞玉东, 李志星, 刘伟杰, 李天昊, 王宁宁. 基于改进实时检测Transformer的塔机上俯视场景小目标检测模型[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2024, 44(12): 3922-3929. |
[6] | 赵欣, 李鑫杰, 徐健, 刘步云, 毕祥. 基于卷积神经网络与Transformer并行的医学图像配准模型[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2024, 44(12): 3915-3921. |
[7] | 颜承志 陈颖 钟凯 高寒. 基于多尺度网络与轴向注意力的3D目标检测算法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0. |
[8] | 王静 刘嘉星 宋婉莹 薛嘉兴 丁温欣. 基于空间变换和特征分布校准的小样本皮肤图像分类模型[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0. |
[9] | 廖炎华 鄢元霞 潘文林. 基于YOLOv9的交通路口图像的多目标检测算法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0. |
[10] | 谢斌红 剌颖坤 张英俊 张睿. 自步学习指导下的半监督目标检测框架[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0. |
[11] | 邹耀斌, 张彬. 四向加权香农熵最大化导向的自动阈值分割方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2024, 44(11): 3565-3573. |
[12] | 胡立华, 李小平, 胡建华, 张素兰. 基于四叉树先验辅助的多视图立体方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2024, 44(11): 3556-3564. |
[13] | 顾聪, 段其强, 任思雨. 基于上下文感知网络的息肉分割算法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2024, 44(11): 3617-3622. |
[14] | 刘涛, 鞠事宏, 高一萌. 基于改进YOLOv8n的无人机视角下小目标检测算法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2024, 44(11): 3603-3609. |
[15] | 刘雨生, 肖学中. 基于扩散模型微调的高保真图像编辑[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 2024, 44(11): 3574-3580. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||