一种基于dct变换avi视频信息隐藏方案

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1、一种基于DCT变换AVI视频信息隐藏方案【摘要】本文提出了一种基于AVI视频的信息隐藏系统，该系统的最主要的作用是将数据隐藏到AVI文件中并且将AVI视频中所隐藏的信息准确无误地提取出来。上述功能可以通过采用整型DCT和改进型的LSB算法将数据隐藏到视频的关键帧中实现，并且该AVI视频并不会有明显的变化。与此同时，我们采用了VFW来将AVI视频解析成帧，并将关键帧和非关键帧合成为AVI视频。在提取阶段，只需直接从压缩的视频流中直接提取所隐藏的信息而不需要隐藏前的原始视频。实验结果表明，宿主图像的视

2、觉质量没有明显的改变，而且该系统能够很好地抵御有损压缩。【关键词】数据隐藏；AVI；离散余旋变换(DCT)；量化；中频系数1•背景介绍信息隐藏，伴随着网络通信与信号处理技术的发展，同时作为近年来信息安全领域一个新的研究热点，各项技术都得到了很好的发展。信息隐藏即是以数字媒体信号(图像、音频、视频、文本等)为载体，嵌入不可察觉的隐蔽数据。而现阶段，信息隐藏技术的研究重点主要集中于静止图像的隐藏分析，而针对于视频信息隐藏的技术研究的发展相对缓慢。而数字视频作为将来网络信息资源的重要组成元素，基于视频的

3、信息隐藏技术与信息隐藏分析技术将成为研究的趋向。任何信息隐藏系统都需要保证其安全性，鲁棒性和一定的隐藏的信息容量。所有的需求特征都是相互影响的，本文提出的方法在各个需求特征指标维持较高标准的前提下力图使得影响降低为最小。信息隐藏不同于数字加密，但是引用其相关基本特征[1]。基于视频的信息隐藏需求如下：a）不可感知性一原视频与隐藏信息后的视频感知一致;b）鲁棒性一嵌入视频中的数据在处理过程之后仍维持精确;c）安全性一安全性是关键；d）高容量性一嵌入视频中的有效负载最大化。在本文中，我们提出了一种基于

4、整型DCT变换的AVI视频信息隐藏方案，主要实现了用户隐秘数据可靠传输。2.已有工作AVI视频文件是由一连串被称为帧的图像组成，所以基于静止图像信息隐藏技术仍可用于基于视频的信息隐藏。2.1LSB（Least-Significantbit）替换LSB是最广泛使用的隐藏数据技术。即使这种方法还有一定的缺陷，但由于其容易实现，仍然比较流行。将隐秘数据隐藏到一张图片内，首先需要一个合适的原始载体。LSB替换会用到图像每个像素点，所以该图片应该为无损的压缩格式，否则隐藏的信息将会在压缩的过程中遗失。经过大

5、量的实验，我们发现当使用较大的原始图像隐藏信息时，图像中只有大约一半的位需要改变。因为只对最低位进行变换，因此图片的变化非常小，人眼无法辨别，所以隐秘数据能够很好的隐藏入图片中。2.2DCT变换使用和修改DCT系数是一个用来在图片中隐藏数据的更复杂方法。而对于不同的编码方式，其DCT的计算方法也不尽相同。例如，在H.263中其使用的是传统的DCT变换，其公式如下：但其缺陷为：a)浮点运算以及除法运算多，效率低；b)反变换会产生误匹配，隐藏的数据会丢失。而对于H.264/AVC编码来说，其采用的是最

6、新的整型DCT变换，在计算效率和处理误匹配方面更好［2］。其主要原理如下：整型DCT变化：量化：反量化：整型反DCT变化：说明：a)一般是放在量化里，避免了浮点运算；b)整型DCT量化过程仍有损失，但损失很小。在本方案中，我们采用了H.264编码算法，同时利用整型DCT变换及其量化过程实现了信息的隐藏。2.解决方案AVI视频由文件头、数据块和索引块组成。其中数据块包含实际数据流，即图像和声音序列数据。索引块包括数据块列表和它们在文件中的位置。文件头包括文件的通用信息，定义的数据格式，所用的压缩算法

7、等参数［3］。因此，AVI视频就是一串连续的图像和音频流。我们采用了VFW解析AVI视频，同时将其头部信息和音频流保存下来。2.1隐藏算法要将数据隐藏到AVI视频中，我们需要使用一个数据结构来记录隐藏的数据信息，以便之后能够正确提取。ttdefineMAGIC_NUMBER0x6428//判断视频中是否隐藏了信息ttdefineMAGIC_NUMBER_SIZE2//magicnumber的大小#definePARASITE_NAME_SIZE150//隐藏文件名ttdefinePARASITE_

8、FILE_SIZE_SIZE4//隐藏文件的大小ttdefineCSUM_SIZE1//校验和在隐藏算法开始时，首先需要获取头部信息、关键帧、非关键帧以及音频流。然后在将要隐藏的头部信息设置好之后，得到该文件的二进制流。隐藏算法具体步骤如下：for1：总关键帧数Step1：将该帧进行4x4像素点分块，总共可以分为块count=(x/4)*(y/4)Step2：从上到下，从左到右对分块进行编号，记为1countfor1：countStep2.1：对该块进行整型DCT变换，得到该块的整