安全鲁棒的视频隐写算法研究

以数字视频为载体的隐写算法在国内外文献中已经被提出，现有的方法主要是在压缩域中通过修改变换域系数或者运动矢量等参数来嵌入秘密消息。本项目将研究安全和鲁棒的视频隐写算法，分析视频内容的统计特性，基于编码标准适当地选取嵌入位置并保持重要的统计特征，提高信息隐藏的安全性；利用图像与视频隐写分析算法，形成对视频隐写安全性的度量和评估体系；研究如何结合鲁棒性视频水印技术，利用视频信息量大、相邻帧相关性强等特点，在保持较高安全水平的前提下提高秘密信息的鲁棒性，使之能够经受一些常见的处理（如格式转换、重压缩等）。通过本项目，将加强在视频隐写安全性方面的研究，并提高秘密消息的鲁棒性，弥补现有方法的缺点和不足。研究成果可直接应用于隐秘通讯系统，为秘密消息的传递提供新的方法与途径，同时也将促进视频隐写分析技术的发展。

本项目主要研究了在压缩视频和图像中提高信息隐藏的安全性（即抗检测性），以及在压缩视频中检测被隐藏的信息。在视频隐写方面，我们总结和研究了在H.264格式视频中信息隐藏方法，即在原始视频帧序列进行编码压缩的过程中实现秘密消息的嵌入，以及如何提高嵌入效率。在图像隐写方面，我们着重研究了在JPEG图像中实现分频段的数据嵌入，并与Syndrome-Trellis码相结合，提高被隐藏消息的不可检测性。在视频隐写分析方面，我们利用了相邻运动矢量的相关性，提出了一种新的压缩视频特征，即相邻运动矢量的联合概率分布，将其用于检测压缩视频中是否存在被隐藏的秘密信息，进行了仿真实验并取得了较好的检测结果。.此外，我们还在可逆数据隐藏和三维几何模型的信息隐藏等方面开展较为深入的研究，提出了多种图像可逆数据隐藏算法（包括在预测误差域和空间域中实现数据嵌入）。值得指出的是，我们首次提出并实现了图像的可逆对比度增强方法，取得了较好的实验结果。