基于运动矢量的H.264信息隐藏算法

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基于H.264裸流的视频信息隐藏实现

基于H.264裸流的视频信息隐藏实现

基于H.264裸流的视频信息隐藏实现PS:从来搞过视频编解码的新⼿,写的分享类⽂章,都是在做毕设慢慢摸索出来的,应该有很多不严谨的地⽅,⼤佬们看看就好。

(视频隐写应该主要依靠预测模式,运动⽮量等从编码过程进⾏信息的嵌⼊,本⽂的做法算不上真正意义上的视频隐写,算是对图⽚进⾏了信息隐藏处理,最后还原回了视频)提要:最近做的毕业设计,是做《宏块级最⼩化失真的H.264/AVC的视频信息隐藏算法研究》的相关实现,赶在离校之前的最后⼀天写下。

主要内容:原本应该是主要针对 H.264/AVC 标准 I 帧亮度分量预测编码过程,提出了⼀种宏块级最⼩化失真的 H.264/AVC 视频信息隐藏算法。

该算法以 I 帧亮度 4×4 块预测模式为嵌⼊位置,充分考虑 4×4 块预测模式⽅向相关性建⽴映射规则,基于率失真理论设计失真函数,通过 STC 编码(Syndrome Trellis Codes)⽣成具有最⼩失真值的含密序列。

预测模式的调制过程是在含密序列和映射规则的共同限制下通过⼆次编码来完成。

⽽实际情况:对于我这样从来没有搞过视频编解码的⼈,对视频进⾏嵌⼊秘密信息就⼗分复杂,⼀头雾⽔,更别提STC(针对预测模式的提取和映射规则的建⽴都弄了好久,最后饶了⼤半圈也不知道如何嵌⼊信息),于是简单了信息隐藏,主要利⽤Lsb和gibbs采样来进⾏隐写。

针对预测模式的提取和映射规则的建⽴,饶了⼤半圈也不知道如何嵌⼊信息。

后来看了很多资料,终于找到了如何做的思路。

研究的主要问题是:1. 信息隐藏的载体是什么?2. 如何怎么提取载体?3. 信息隐藏算法如何选择?4. 信息隐藏前后的PSNR以及SSIM表现如何,还有安全性5. 信息隐藏前后的⽐特增长率设计⽅案:从最开始的这样⼀种思路(在编码过程中进⾏信息的嵌⼊,需要对编码过程很熟悉)到后⾯这种思路(在编码完成后,进⾏信息的嵌⼊,不需要很熟悉编码过程,实现起来更简单)所以于是针对第⼆种思路,就开始了对H.264的信息隐藏。

基于H.264运动估计算法的改进与优化

基于H.264运动估计算法的改进与优化
对u ea0 s MH xg n进行分析 ,利用视频图像 序列运动矢量的分 布规律 以及 当前块像 素之间运动估计 代价的相 关性,对搜索模板 和搜索步 长进行 改进 ,从 而提 前结束搜 索 ,减少运动估计 时间,实验结果表明:改进 后的算法在保证性噪 比 NR变化不大的前提下,运动估计 时间降低1%以上 。 s ) 0 【 关键宇 】H2 4 6 ;运动估计 算法;U eao s MH xg n
i g s q e e ma e e u nc of ot o ve t r m i n c o di t b ti n nd o m nt f he c r nt s ri u o a m ve e o t ur e bl k o e a o be we n u re pi e S. oc c rr l ti n t e c r nt xl T r ul s w t a i r ve n a g ri h c n ed c 1 % m i n es i at o t me he es t ho s h t mp o me t l o t m a r u e 0 ot o t m i n i wi h h p e s o 1 t e h ng o t t e r mi e f i tl c a e n
H 2 4 A C 频编码标准是 由IU T .6/V视 T — () 2 非对 称 交叉十 字型搜 索 :在搜 和 IO IC P G 2 0 年 共 同制 定 的 , S / E M E 在 0 3 索范围 内垂直方 向的搜 索点数为水平方 与 以 往 视 频 编 码 标 准 相 比 ,H 2 4 相 向 的 一 般 , 图 l 非 对 称 水 平 十 字 型 搜 .6 在 为 同编 码 质 量 的 前 提 下 , 可 节 约 5 % 0 以上 索 。 的码 率,但是其编码 效率的提高是 以增 () 3 非均 匀 多 层 次 六 边 形 格 点搜 加编码 的计 算复杂度为代价 的 ,运动估 索 :上一步产生 的最优 匹配点作为本次 计作为视频 编码的核心 技术,主要解 决 搜索 的中心 ,进行包括 5 区域 的正方 5 X 视频 图形中的时间冗余 问题 ,通过运动 形搜 索模板和 1点的六 边形搜索模板 , 6 估计技 术可 以使视频传 输的 比特数大 大 如 图2 3 示 。 、 N 减 少 ,在H 2 4 . 6 中运 动估 计 的计 算复 杂 () 上一 步产 生 的最 优 匹配点 上 4在 度 占到 了 整 个 视 频 编 码 的 6 % 8 % 因 进 行扩展 的六边形模版 搜索 :该过程包 0 -0 , 此 对 运 动 估 计 速 度 的优 化 是 关 键 ,可 以 括 多 层 次 六边 形 搜 索 。 有 效地 提 高 编 码 效 率 u。 ( ) 菱 形 模 版 反 复 搜 索 , 得 到 最 5小 运 动 估 计 算 法 性 能 最 好 的是 全 搜 索 终 的 运动 矢 量 。如 图3 。

基于H.264运动矢量域的脆弱水印算法研究

基于H.264运动矢量域的脆弱水印算法研究

CI t EN Ho n g b i n g ,TANG Xi a n g h o n g ,W U Ha o .Fr a g i l e wa t e r ma r k i ng a l g o r i t h m b a s e d o n H. 2 6 4 mo io t n v e c t o r ie f l d.
C o m p u  ̄r E n g i n e e r i n g a n d A p p l i c a t i o n s 计算 机工 程与应 用
基 于 H. 2 6 4 运 动矢 量 域 的脆 弱 水 印算 法 研 究
陈宏 炳 , 唐 向宏 , 吴 昊
CHEN Ho ng bi ng , TAN G Xi a ng ho n g, W U Ha p
水 印提 取和检 测 , 检 测 不需要 原始视 频 的参与 。该 算法具 有较 小的码 率 变化 、 视 频 失真 , 以及 较 强的脆 弱性 。
关键 词 : 运动 矢量 ; 脆 弱水 印; H. 2 6 4 标 准 文 献标志 码 : A 中图分 类号 : T P 3 9 3 d o i : 1 0 . 3 7 7 8  ̄ . i s s n . 1 0 0 2 — 8 3 3 1 . 1 1 1 2 -0 2 4 7
Co mp u t e r En g i n e e r i n g a n d Ap p l i c a t i o n s 。 2 0 1 3 。 4 9 ( 1 7 ) : 1 8 2 - 1 8 5 .
Ab s t r a c t :Ai mi n g a t n e w f e a t u r e o f t h e H. 2 6 4 / AVC v i d e o c o d i n g s t a n d a r d , a f r a g i l e wa t e r ma r k a l g o r i t h m b a s e d o n H. 2 6 4 / AVC l O W b i t . r a t e vi d e o s t r e a m i S p r o p o s e d . I n v i d e o c o d i n g s i d e t h a t a f t e r t h e e n d o f t h e P la f me mo t i o n v e c t o r s e a r c h a n d t h e b e s t mo t i o n v e c t o r p r e d i c t i o n . t h e a l g o r i t h m e x t r a c t s t h e r e s i d u a l mo t i o n ve c t o r ,a n d e mb e d s t h e wa t e r ma r k i n t h e r e s i d u a l o f t h e mo t i o n v e c t o r .I n t h e v i d e o d e c o d e r s i d e t h e a l g o r i t h m e x t r a c t s a n d d e t e c t s t h e wa t e m a r r k , t h e wa t e r ma r k d e t e c t i o n a l g o r i t h m d o e s n o t r e q u i r e t h e p a r t i c i p a t i o n o f t h e o r i g i n a l v i d e o. Ex p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w ha t t t h i s a l g o r i t h m h a s a s ma l l e r b i t r a t e c h a n g e a n d t he v i d e o d i s t o r t i o n, c a n e n s u r e e f f e c t i v e n e s s a n d p r a c t i c a l i t y o f t h e a l g o r i t h m. Ke y wo r d s : mo t i o n v e c t o r ; f r a g i l e wa t e m a r r k; H. 2 6 4 s t a n d a r d

数字视频压缩技术H264详解

数字视频压缩技术H264详解

数字视频压缩技术H264详解一个基于分组方式的接口,打包和相应的信令属于NAL的一部分。

这样,高编码效率和网络友好性的任务分别由VCL和NAL来完成。

VCL层包括基于块的运动补偿混合编码和一些新特性。

与前面的视频编码标准一样,H.264没有把前处理和后处理等功能包括在草案中,这样可以增加标准的灵活性。

NAL负责使用下层网络的分段格式来封装数据,包括组帧、逻辑信道的信令、定时信息的利用或序列结束信号等。

例如,NAL支持视频在电路交换信道上的传输格式,支持视频在Internet上利用RTP/UDP/IP传输的格式。

NAL包括自己的头部信息、段结构信息和实际载荷信息,即上层的VCL数据。

(如果采用数据分割技术,数据可能由几个部分组成)。

(2)高精度、多模式运动估计H.264支持1/4或1/8像素精度的运动矢量。

在1/4像素精度时可使用6抽头滤波器来减少高频噪声,对于1/8像素精度的运动矢量,可使用更为复杂的8抽头的滤波器。

在进行运动估计时,编码器还可选择“增强”内插滤波器来提高预测的效果。

在H.264的运动预测中,一个宏块(MB)可以按图2被分为不同的子块,形成7种不同模式的块尺寸。

这种多模式的灵活和细致的划分,更切合图像中实际运动物体的形状,大大提高了运动估计的精确程度。

在这种方式下,在每个宏块中可以包含有1、2、4、8或16个运动矢量。

在H.264中,允许编码器使用多于一帧的先前帧用于运动估计,这就是所谓的多帧参考技术。

例如2帧或3帧刚刚编码好的参考帧,编码器将选择对每个目标宏块能给出更好的预测帧,并为每一宏块指示是哪一帧被用于预测。

(3)4某4块的整数变换H.264与先前的标准相似,对残差采用基于块的变换编码,但变换是整数操作而不是实数运算,其过程和DCT基本相似。

这种方法的优点在于:在编码器中和解码器中允许精度相同的变换和反变换,便于使用简单的定点运算方式。

也就是说,这里没有“反变换误差”。

变换的单位是4某4块,而不是以往常用的8某8块。

H.264中运动矢量特征分类的快速运动估计算法

H.264中运动矢量特征分类的快速运动估计算法
维普资讯
第3 2卷 第 1 9期
V 13 o.2






20 0 6年 1 0月
Oc o e 0 6 t b r2 0

l 9
Co put rEng ne r ng m e i ei
多媒体 技 术及应 用 ・
文章编号: o 32( o) 一l _ lo一 48 o6 2 - 3 2 l 3 0
块运 动估计 和模 式判定 的运 用。为 了提高准确度 ,H2 4在 .6
分 或者亚宏块 的方法 ,又可称之为树结构的运动估计 。然后 通过率失真优化准则 R O( a iot nOpi zd( 1) D R t D s ro t e )式() e t i mi
确定最优匹配模式 , 得到的结果 即为该宏块最终的编码模式 。
, m, ( ) A scm)十 … ・ m— =S D(,( ) R( ) () 1
运 动估计 中提供 7种不 同大小的块 ,可以节省 多达 1%的比 5
特率。但 同时也使得处理 时间线性上升 ,计算复杂度大大增 加。在 J T参考软件 J . ,采用 了由 Z io h n eg V M90中 hb e ,P n C
关奠 词 :H 2 ;运动矢量特征 分类 ;方向性菱形模 板 . 4 6
Fa t o i n Esi a i n o e t r a y i s to t M m t f x u eAn l ss o T f rM o i n Ve t ri .6 0 to c o H 2 4 n
中等运 动块 和小运 动块 。对每类 宏块 自适应地选择一种 或者几种编码模式进行预测 ,有效地减少 了由 7种宏块( 亚宏块) 模式 所引起 的计算 量;同时选 用精确 而且快速 的方向性菱形模板 ,对不 同的模式采用不 同的搜索策略 。实验分析表明 ,该算法搜索精度接 近于 全搜索算法 , 而搜索时间只为全搜索算法的 5 %~1 .%。 . 4 05

H.264视频编码标准分析和算法优化

H.264视频编码标准分析和算法优化

H.264编码标准的分析和算法优化一、研究背景:随着社会的不断进步和多媒体信息技术的发展,人们对信息的需求越来越丰富,方便、快捷、灵活地通过语音、数据、图像与视频等方式进行多媒体通信已成不可或缺的工具。

其中视觉信息给人们直观、生动的形象,因此图像与视频的传输更受到广泛的关注。

然而,视频数据具有庞大的数据量,以普通的25帧每秒,CIF格式(分辨率为352×288)的视频图像为例,一秒钟的原始视频数据速率高达3.8M字节。

不对视频信号进行压缩根本无法实时传输如此庞大的数据量,因此,视频压缩技术成为研究热点。

随着近几年来视频图像传输领域的不断扩展,以往的标准己经难于适应不同信道的传输特征及新兴的应用环境。

为此,ISO/IEC&ITU-T共同开发了最新视频编码标准H.264/AVC。

相对以前的视频编码标准,H.264集成了许多新的视频压缩技术,具有更高的压缩效率和图像质量。

在同等的图像质量条件下,H.264的数据压缩比是应用于当前DVD系统MPEG-2的2~3倍,比MPEG-4高1.5~2倍,并且具有更好的网络友好性。

但是H.264高压缩比的代价是编码器计算复杂度大幅度地提高。

因此在保持编码效率几乎不变的同时尽可能提高编码速度是H.264/AVC视频编码标准能否得到广泛应用的关键。

在上述研究背景下,本文深入探讨了H.264/AVC标准,分析了编码器主要耗时模块的工作原理,提出三种降低H.264/AVC高计算复杂度的优化算法――快速帧内预测模式选择算法、快速帧间预测模式选择算法以及快速运动估计算法。

实验结果表明:本文所提快速算法都可大幅度地降低H.264编码器的计算复杂度,并且保持基本不变的编码效率。

二、新一代视频编码标准H.264简介:编码标准演进过程:H.261 MPEG-1 MPEG-2 H.263 MPEG-4从视频编码标准的发展历程来看,视频编码标准都有一个不断追求的目标:在尽可能低的码率(或存储容量)下获得尽可能好的图像质量。

H.264压缩算法详解

H.264压缩算法详解

H.264压缩算法详解H.264是一种视频高压缩技术,全称是MPEG-4 AVC,用中文说是“活动图像专家组-4的高等视频编码”,或称为MPEG-4 Part10。

它是由国际电信标准化部门ITU-T和规定MPEG的国际标准化组织ISO/国际电工协会IEC共同制订的一种活动图像编码方式的国际标准格式,这是我们叫惯了的MPEG中的一种,那为什么叫H.264呢?原来国际电信标准化部门从1998年就H.26L的H.26S两个分组,前者研制节目时间较长的高压缩编码技术,后者则指短节目标准制订部门。

H.26S 的标准化技术的名称为H.263,听起来很耳生,但实质上却早在用了,还被骂得很激烈。

因为,H.263先入为大,一直以MPEG-4大内涵的名字在用。

H.263的全称为MPEG-4 Visual或MPEG-4 Pall Ⅱ,即MPEG-4视频简单层面的基础编码方式。

200 1年后,国际电信标准化部门ITU-T和MPEG的上级组织国际标准化组织ISO/国际电气标准会议IEC成立了联合视频组JVT,在H.26L 基础进行H.264的标准化。

2002年12月9日~13日,在日本香川县淡路岛举行的MPEG聚会上确定了相关技术的规格。

规格书定稿后,2003年3月17日,H. 364的技术格式最终稿国际标准规格(FDIS)被确立。

目前软件和LSI芯片,服务及设备也都进入了使用阶段。

格式书中,列出了比特流规定,解码必要格式,和可供参考的编码记载。

为了不引起误解,ITU-T推荐使用H.264作为这一标准的正式名称。

实际上,MPEG-4里还有MPEG-4 Audio和MPEG-4 System的不同规格。

MPEG-4挨骂是因为MPEG-4 Visual许可收费离谱引起的。

别以为有了专利就可以随意向人要钱了,专利的最终目的的是使全社会的智力资料更合理地使用,防止重复劳动,并不是犒赏最先发明者。

按唯美史观,当社会技术发展到某一阶段时,新技术必然会出现。

基于可变尺寸块运动矢量恢复的H.264时域差错掩盖算法

基于可变尺寸块运动矢量恢复的H.264时域差错掩盖算法

同传 统 的差 错 掩 盖 算法 相 比 , 由于 支 持 不 同 尺 寸 块 运 动 矢量 的恢 复 , 此 , 法 对 差 错 信 号 能 够 获 得 更 好 的恢 复 因 算
效果 。 关 键 词 视 频 编 码 差 错 掩 盖 边 缘 失 真 匹配 H. 6 24
中 图 法 分类 号 : N 1 1 T 9 88
陈 振 ” 贺建 军
( 南 涉 外 经 济学 院 计 算 机 系 , 沙 湖 长 4 00 ) 12 5 ( 南大 学 信 息 学 院 , 沙 中 长 4 08 ) 10 3
摘 要 针 对 H 24帧 间 预测 编 码 的新 特 点 , 出 了一 种 基 于 可 变 尺 寸 块 运 动 矢 量恢 复 的 时域 差 错 掩 盖 算 法 。该 .6 提 算 法 首 先 利 用相 邻 宏 块 编 码 模 式 的 相 关 性 , 据 周 围宏 块 的编 码 模 式 判 断 受 损 宏 块 的 编 码 模 式 及运 动 矢 量 恢 复 的 根 宏 块 划 分 方 式 , 别 对 各 个 划 分 的 子块 进行 运 动 矢量 的恢 复 ; 分 然后 利用 相 邻 块 运 动 矢 量 参 考 帧 的相 关 性 , 据 相邻 根 块 运 动 矢 量 的 参 考 帧 确定 匹配 使 用 的参 考 帧 ; 后 采 用 边 缘 失 真 匹配 方 法 恢 复 运 动 矢 量 。实 验 结 果 表 明 , 算 法 最 该
Va i b e Sie Bl c o i n Ve t r Re o e y r a l z o k M to c o c v r
CHEN e ” Zh n

H i — n EJa j nu
( n n It n t n l c n m c C lg , h n sa4 0 0 ) Hu a e ai a E o o i ol e C a gh 1 2 5 nr o s e
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r e s u l t s s h o w t h a t t h e a l g o r i t h m e n s u r e s g o o d v i d e o q u a l i t y a n d l a r g e e mb e d d i n g c a p a c i y, t wi t h l i t t l e e f e c t s o n b i t r a t e .
Ke y wo r d s :mo t i o n v e c t o r s ;H. 2 6 4 ;d i a mo n d e n c o d i n g;e mb e d d i n g c a p a c i y ;v t i d e o s t e g a n o g r a p h y
关键 词 :运动矢量 ;H . 2 6 4 ; 菱形 编码 ;嵌入容量 ;信息 隐藏
中图分类号 :T N9 1 9 文献标 志码 :A 文章编号 :0 4 9 3 — 2 1 3 7 ( 2 0 1 4 ) 0 1 . 0 0 6 7 . 0 7
S t e g a n 0 g r a p h y Al g o r i t h m Ba s e d o n Mo t i o n Ve c t o r s o f H. 2 运动 矢量修 改率 ,同时可以提 高嵌入 容量.在嵌入过程 为减 少信 息嵌入对码率
和视 频 图像质 量的影响 ,选择 纹理复杂 区域 和较 大运动 矢量 为嵌入 点. 实验结果表 明,该算法在 确保 良好视频质量 的条件下 ,可 以满足 大容 量信 息嵌入 的要 求 ,对压缩码率 的影 响较 小.
S u Y u t i n g, Z h a n g Xi n l o n g,Zh a n g Ch e n g q i a n, Zh a n g J i n g
( S c h o o l o f E l e c t r o n i c I n f o r ma t i o n E n g i n e e r i n g ,T i a n j i n U n i v e r s i t y ,T i a n j i n 3 0 0 0 7 2 ,C h i n a )
i t y . I n t h e e mb e d d i n g p r o c e s s ,i n o r d e r t o r e d u c e t he e f f e c t s o f i n f o r ma t i o n e mb e d d i n g o n b i t r a t e a n d v i d e o i ma g e q u a l i t y , r e g i o n s wi t h c o mp l e x t e x t u r e s a n d l a r g e r mo t i o n v e c t o r s a r e s e l e c t e d a s t h e e mb e d d e d p o i n t s . Ex p e r i me n t a l
Ab s t r a c t : A s t e g a n o g r a p h y a l g o r i t h m b a s e d o n mo t i o n v e c t o r s o f H. 2 6 4 i s p r o p o s e d i n t h i s p a p e r . Th e a l g o r i t h m i n - t r o d u c e s t h e d i a mo n d c o d i n g t o a c h i e v e i nf o r ma t i o n h i d i n g b y a s l i g h t mo d u l a t i o n o f mo t i o n v e c t o r s . Th e d i a mo n d
c o d i n g c a n n o t o n l y e f f e c t i ve l y r e d u c e t h e mo d i ic f a t i o n r a t e o f mo t i o n v e c t o r s b u t a l s o i mp r o v e t h e e mb e d d i n g c a p a c -
、 , o1 . 47 NO . 1 J a n. 2 01 4
基 于运动矢量 的 H. 2 6 4信息 隐藏算法
苏育挺 ,张新 龙 ,张承 乾 ,张 静
( 天津大 学电子信息工程学院 ,天津 3 0 0 0 7 2 ) 摘 要:提 出了一种基 于 H. 2 6 4 的视频信 息隐藏算法.该算法 引入菱形编码 ,通过轻微调制运动 矢量 实现信 息的嵌
第4 7卷
第1 期
2 0 1 4年 1 月
D0I : 1 0 . 1 1 7 8 4 / t d x b z 2 01 2 0 4 0 5 9
天津大学学报 ( 自然科学与工程技术版) J o u r n a l o f T i a n j i n Un i v e r s i t y ( S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y )
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