基于h.264预测模式的视频信息隐藏算法研究

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1、国内图书分类号：TP391国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级三雯==级姓名刘俊明申请学位级别亟；±专业信息塞全指导教师王塞霞塾援二零一四年五月ClassifiedIndex：TP391U．D．C：SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONINFORMATIONHIDINGALGORITHMBASEDONPREDICTIONMODESFORH．264VIDEOGrade：2011Candidate：Jun—MingLiuAcademicDegreeAppliedfo

2、r：MasterSpeciality：InformationSecuritySupervisor：Prof．Hong-XiaWangMay．2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密影使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学

3、位论文作者签名：别俊们指导老师签名：王％艮日期："⋯15＼j。日觏：p阡

4、5∞西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)针对H．264帧内预测，设计了一个基于LSBMR(LSBMatchingRevisited)的视频信息隐藏算法。H．264标准对宏块进行亮度帧内预测时，存在预测模式选取相互独立的区域。一个区域中子宏块预测模式的改变并不会影响另一个区域子宏块预测模式的选取。基于上述特点引入LSBMR信息隐藏算法，结合帧内预测模式映射规则，对亮度预测模式进行调制以实现信息嵌入。该算法简单有效，易于实

5、现。仿真结果表明，使用该算法嵌入信息后，视频主客观质量及比特率的变化都比较小。(2)在矩阵编码的基础上设计了两个视频信息隐藏算法：汉明码+l视频信息隐藏算法和大容量(7，4)汉明码视频信息隐藏算法。这两种算法都是在14MB亮度块的预测模式上实现信息隐藏。汉明码+l视频信息隐藏算法在矩阵编码基础上引入LSBMR算法。该算法提取8个帧内预测模式用于信息隐藏，首先利用矩阵编码实现3比特秘密信息嵌入，并判断是否需对前7个预测模式进行修改，然后结合LSBMR算法对前者进行分析，对8个预测模式中的一个预测模式进行调制，并实现l比特秘密信息嵌入。最后建立帧内预

6、测模式调制映射规则选取次优模式，实现信息隐藏的同时获得较好的视频质量。大容量(7，4)汉明码视频信息隐藏算法利用(7，4)汉明码将O～27共128个数据信息分为16个类，每个类包括8个比特向量。提取长度为7bits的秘密信息，在其信息位数据十进制对应的类中，查找与校验位数据相关的比特向量，并用该向量替代宿主向量最低位，实现秘密信息嵌入。该算法可在7个预测模式上嵌入7比特秘密信息，具有较高的信息隐藏容量。这两种算法都可在保证视频感官质量的前提下，有效地提升信息隐藏容量。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中

7、已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位敝作者躲叫俊吲日期：油⋯§咖西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要近年来信息隐藏技术以图像、音频、视频等作为隐写载体，实现对秘密信息的隐蔽通信。视频信息隐藏技术以多媒体视频作为载体，鉴于载体本身信息冗余度很高，可以更好的隐蔽秘密信息。本文在H．264编解码基础上展开视频信息隐藏算法研究。文中设计了两种基于H。264帧内预测的视频信息隐藏算法。论文主

8、要工作如下：(1)设计了一个基于LSBMR算法的视频信息隐藏算法。进行亮度帧内预测时，以14MB模式编码宏块中存在多个亮度帧内预测相互独立的区域。在上述区域选取两个亮度预测模式用于信息嵌入，应用LSBMR信息隐藏算法，通过调制所选预测模式，实现秘密信息嵌入。为避免调制预测模式后对视频质量影响过大，结合提出的帧内预测模式映射规则选取代价较小的次优模式。实验表明，测试视频通过该算法嵌入信息后能够保持良好的主客观质量。(2)结合矩阵编码思想，设计了两个视频信息隐藏算法：汉明码+1视频信息隐藏算法和大容量(7，4)汉明码视频信息隐藏算法。这两个算法都是在

9、帧内预测过程中实现信息隐藏。汉明码+l算法融合了矩阵编码和LSBMR思想。该算法选取8个亮度预测模式用于信息嵌入。首先利用矩阵编码在前7