基于视频运动信息的隐写及隐写分析技术的研究与实现

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofComputerScienceandTechnologyResearchandImplementationofMotionInformation-BasedVideoSteganographyandSteganalysisTechnologyAThesisinComputerTechnologybyDuanRanAdvisedbyAssociateProf.ChenDa

2、nSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018南京航空航天大学全日制专业硕士学位论文摘要隐写术将秘密信息隐藏在被信任的载体数据中，在发送者和接收者之间传递，很难被攻击者发现并提取出来。这给信息安全的发展提供了新的机遇，同时也带来了新的挑战。随着科技的发展，数字视频越来越多的出现在了人们日常工作生活场景中。目前针对数字图像的隐写及隐写分析技术方面已经有了较为成熟的发展，研究人员也

3、取得了较好的研究成果。但是数字视频相比图像有着更多的数据量和更复杂的数据结构，很多图像领域的隐写和隐写分析的技术在视频隐写领域应用效果不佳。因此，针对数字视频的隐写术及隐写分析技术研究变得十分紧迫。本文研究回顾了数字视频文件的编解码原理，整理总结了现有的视频隐写及分析技术的优势及存在的问题，并针对这些问题开展研究并进行实验验证，提出并实现了一种检测效果更好的隐写分析算法和一种抗隐写分析能力更强的视频隐写算法。本文的主要研究工作和创新点包括：1）研究H.264/AVC标准视频的编码过程，并对现有的视频隐写及隐写

4、分析算法及其评价标准进行了梳理；2）针对现有的基于运动矢量（MV,MotionVector）时空相关性的视频隐写分析算法对以画面运动复杂的视频序列为载体的隐写检测效果较差这一问题，提出了一种基于运动矢量及其残差特征的视频隐写分析算法。3）针对以运动矢量为载体的视频隐写算法会破坏同运动矢量之间的相关性，从而容易被基于运动矢量时空相关性（Temporal-spatialCorrelation）的隐写分析算法检测到这一问题，构建了一种结合了矩阵编码的能抵抗基于运动矢量时空相关性隐写分析的视频隐算法；4）基于JM视频

5、编解码架构，使用C语言实现了一个包含载体质量分析、信息预处理、隐写嵌入及提取功能的视频隐写系统。实验表明，本文中提出的基于视频运动信息的隐写分析算法针对以运动矢量为载体的视频隐写算法有更好的检测效果，本文研究并实现的基于视频运动矢量残差（MVD,MotionVectorDifference）的隐写系统能够很好的完成秘密信息的嵌入和提取，有很好的视觉不可见性，能较好抵抗基于运动矢量时空相关性的隐写分析。关键词：视频隐写、视频隐写分析、运动矢量、运动矢量残差、特征提取、矩阵编码i基于视频运动信息的隐写及隐写分析技

6、术的研究与实现ABSTRACTInformationhidingalgorithmshiddenconfidentialinformationintothetrustedcarrierfiles,thentransmitthefilesbetweensenderandreceiver,andtheconfidentialinformationishardtobefoundandextractedbyanattacker.Thisprovidesnewopportunitiesforthedevelopment

7、ofinformationsecurity,butalsobringsnewchallenges.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,digitalvideoisappearingmoreandmoreinpeople'sdailyworkandlifescene.Atpresent,thetechnologyofsteganographyandsteganalysisondigitalimagehasbeendeveloped,theresearchershav

8、eachievedgoodresearchfindings.Butdigitalvideohasmoreandmorecomplexdatastructuresthandigitalimages,manytechniquesofsteganographyandsteganalysisinthefieldsofdigitalimagearenotwellappliedinthefieldofdigit