CN111614958B - 一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，该方法的视频隐写过程包括如下步骤：对原始的视频Yuv序列以CTU为基本单位进行视频压缩处理；视频压缩处理过程包括CTU到CU分割子过程、CU到PU的划分子过程和PU的帧间预测数据获取子过程；获取当前PU所在的CU的大小、CU到PU的划分方式和PU的大小的数据信息，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否需要进行秘密信息的嵌入；依据判断结果将待嵌入的秘密信息嵌入当前PU；对当前CTU内的所有的PU遍历上述步骤，对当前CTU进行熵编码处理以获取视频码流文件，以解决现有的视频隐写方法不能直接应用基于H.265/HEVC的应用的技术问题。

Description

一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法
技术领域
本发明属于视频隐写领域，具体涉及一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法。
背景技术
网络视频的非法利用(盗版、篡改等)为视频文件所有者的合法权益、以及基于视频的隐秘通信等视频网络安全问题带来了挑战，视频隐写技术为此类安全问题带来了解决方案。视频隐写是指在主流网络视频文件中隐秘嵌入秘密信息，从而达到视频文件版权保护、内容认证、以及隐秘通信的目的。视频编码技术的发展为视频隐写的研究带来了创新与挑战。从H.264/AVC到 H.265/HEVC，由于众多新型压缩技术的更新，视频编码在视觉质量和码率压缩性能方面得到了极大的提高。与之伴随的，适应于H.264/AVC的视频隐写方法也需要重新研究以适用于基于H.265压缩的视频文件。随着高清分辨率视频，如4k×2k等逐步成为网络流量的主流，由于H.265压缩在处理高清视频方面的卓越性能，基于H.265/HEVC的视频隐写已成为隐写研究的一个热点话题。
现有的视频隐写方法主要集中于帧内预测模式、运动矢量、DCT系数和熵编码四个方面。由于运动矢量广泛存在于视频压缩的P、B帧中，且运动矢量在运动估计和运动补偿过程中有较大的压缩误差，相对于原始视频，因而在运动矢量上面嵌入信息会引起极小的视频嵌入失真，解码或重构的视频具有良好的视觉效果和较大的嵌入容量。因此，基于运动矢量的视频隐写已成为视频隐写技术研究的一个热点区域。
在已有的相关工作中，基于运动矢量的视频隐写主要集中于宏块或者预测单元运动矢量幅值大小和相位角的修改，利用运动矢量的幅值大小构建了一个 2N+1的点阵空间，依据待嵌入的秘密信息数值特征来选择合适的候选运动矢量，对该运动矢量进行最低有效位的修改，其优势之处在于可达到嵌入多位信息最多只修改一次运动矢量的优势。还提出了一种利用预测误差作为运动矢量的嵌入选择条件，同样在候选的运动矢量中修改最低有效位嵌入信息。也可以利用B、P帧里面运动矢量的相位角来嵌入隐秘信息，使用和矩阵编码技术来平衡嵌入容量和运动矢量修改幅度的关系。除此之外，也有一些通过在运动估计过程中修改运动矢量的最佳搜索点来嵌入秘密信息。还可以利用了运动矢量相邻点的16网格，通过依据秘密信息的数值特征将当前运动矢量修改到16网格内的某个点上实现秘密信息的嵌入。可以通过建立失真评估函数来最小化修改运动矢量所带来的嵌入误差，并通过STC(syndrome-trellis codes)编码来实现秘密信息的嵌入。
然而，随着现今高清(4k×2k,8k×4k)视频应用的越来越广泛,用于传输高清视频文件的网络带宽需求也越来越大，对网络带宽资源、视频文件的压缩码率、清晰度等提出了更高的需求。传统的压缩技术H.264/AVC很难满足这一需求，H.265/HEVC针对于此通过并行处理技术、高压缩率性能等为高清视频的压缩处理、网络有效传输提供了解决方案，由于H.265/HEVC相较于 H.264/AVC在技术细节上做了较大的改动，例如用四叉树分割机制取代了传统的宏块，提供更多角度的帧内预测模式，新采用Merge等帧间预测机制等等技术，因而上述的视频隐写方法不能直接应用基于H.265/HEVC的应用。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，旨在解决现有的视频隐写方法不能直接应用基于 H.265/HEVC的应用的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，该方法的视频隐写嵌入过程包括如下步骤：
S1.对原始的视频Yuv序列以CTU为基本单位进行视频压缩处理；视频压缩处理过程包括CTU到CU分割子过程、CU到PU的划分子过程和PU的帧间预测数据获取子过程；
S2.获取当前PU所在的CU的大小、CU到PU的划分方式和PU大小的数据信息，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前CTU、PU是否需要进行秘密信息的嵌入；
S3.依据步骤S2的判断结果将待嵌入的秘密信息嵌入到当前PU；
S4.对当前CTU内的所有的PU遍历S2和S3步骤，对当前CTU进行熵编码处理以获取视频码流文件。
作为本发明的进一步改进，PU的帧间预测数据获取子过程包括：以当前 PU为基础，获取当前PU的帧间预测数据，帧间预测数据包含运动矢量、当前 CU的大小信息、当前PU的大小信息和当前CU到PU的划分方式。
作为本发明的进一步改进，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否需要进行秘密信息的嵌入包括：
建立一个随机函数G(seed)，对于每一个CTU，通过随机函数G(seed)获取随机值，将随机值与预设阈值相比较判别当前CTU是否作为候选嵌入信息的 CTU。。
作为本发明的进一步改进，随机值种子seed传输采用加密的方式进行。
作为本发明的进一步改进，利用秘密信息嵌入判断条件和数据信息判断当前PU是否需要进行秘密信息的嵌入包括：
判断当前PU是否采用Skip或者Merge模式，是则直接进入熵编码处理流程；否则，提取当前PU的运动矢量，运动矢量的大小大于预设的阈值时，对当前PU进行秘密信息嵌入。
作为本发明的进一步改进，将待嵌入的秘密信息嵌入当前PU的具体过程为：
判断当前PU的运动矢量是否指向1/2像素精度点或1/4像素精度点，否则不进行秘密信息的嵌入；
是则依据待嵌入的秘密信息和当前PU的运动矢量指向的像素精度点判断是否符合嵌入调制规则，是则不修改当前PU的运动矢量；嵌入调制规则为，待嵌入的秘密信息为0时，当前PU的运动矢量指向1/2像素精度点，待嵌入的秘密信息为1时，当前PU的运动矢量指向1/4像素精度点；
否则，依据RDO准则，遍历当前PU的运动矢量指向的像素精度点周边的 1/2像素精度点或1/4像素精度点，将当前PU的运动矢量指向的像素精度点更新为符合嵌入调制规则的RD代价值最小的像素精度点。
作为本发明的进一步改进，该方法的秘密信息提取过程包括如下步骤：
利用视频码流文件获取当前PU所在的CU的大小、CU到PU的划分方式和PU的大小数据信息，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前 PU是否已进行过秘密信息的嵌入；
依据提取调制规则和当前PU的运动矢量获取待提取的秘密信息，遍历所有的PU以完成秘密信息的完全提取。
作为本发明的进一步改进，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否已进行过秘密信息的嵌入具体为：
依据当前PU所在的CTU的随机值和预设阈值判断所在的CTU是否为已嵌入信息的CTU块；
判断当前PU是否采用Skip或者Merge模式，是则不进行秘密信息提取；否则，提取当前PU的运动矢量，运动矢量的大小大于预设的阈值时，进行秘密信息提取。
作为本发明的进一步改进，提取调制规则具体为：当前PU的运动矢量指向1/2像素精度点时，秘密信息为0；当前PU的运动矢量指向1/4像素精度点时，秘密信息为1。
为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种计算机可读介质，其存储有可由终端设备执行的计算机程序，当程序在终端设备上运行时，使得终端设备上述方法的步骤。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，通过利用帧间预测- 运动补偿过程中MV运动矢量的微调，来嵌入秘密信息；通过设置多层级阈值条件，来提高载体视频在嵌入秘密信息后的视觉质量和隐写安全性；通过率失真代价计算搜索次最佳搜索点，进一步提高载体视频文件的RD (Rate-Distortion)性能。
本发明的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，提出依据秘密信息的比特特征来自适应的微调运动矢量最佳搜索点，同时通过率失真代价计算确定周边具有最小代价为次最佳搜索点，这种技术模块充分提高了基于 H.265/HEVC载体视频文件视觉质量和码率变化方面的隐写性能。
本发明的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，在CTU层级，通过设置阈值T以及随机函数来选择性的选取可用于嵌入信息的CTU，增强了视频隐写的安全性；在PU层级，依据PU的分割方式的不同，定义不同的运动矢量 Motion Vector(MV)阈值来筛选可嵌入的MV。由于人眼在时域的掩盖效应，对于剧烈运动物体的微小改动并不敏感。因而依据运动物体运动的剧烈程度，选择不同大小的阈值来筛选可嵌入MV，最大化的提高载体视频视觉质量。
本发明的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，其基于运动补偿即插值分像素来实现视频隐写，根据待嵌入信息的二值化比特序列和当前预测单元的运动矢量特征，通过对当前运动矢量的微调，自适应的嵌入信息。该方法只针对于指向1/2像素、1/4像素的运动矢量进行调整，具有对视频内的运动矢量句法元素修改较小的优势，即引入嵌入信息的情况下，最大化的维持视频高视觉质量的前提下，提高视频隐写的嵌入容量。
本发明的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，在运动补偿过程和嵌入信息过程中采用率失真准则对最佳搜索点附近的分像素点依次遍历，选取出具有最佳Rate-Distortion(RD)代价的搜索点作为嵌入信息后的搜索点，因而载体视频相较于目前已有的相关视频隐写方法具有载体视频视觉质量高、码率变化小的优势。
附图说明
图1为本发明实施例的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法的示意图；
图2为本发明实施例的CTU到CU分割子过程的示意图；
图3为本发明实施例的CU到PU的划分子过程的示意图；
图4为本发明实施例的运动矢量修改过程的示意图；
图5为本发明实施例的秘密信息提取过程的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
图1为本发明实施例的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法的示意图。如图1所示，一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，该方法的视频隐写嵌入过程包括如下步骤：
S1.对原始的视频Yuv序列以CTU为基本单位进行视频压缩处理；视频压缩处理过程包括CTU到CU分割子过程、CU到PU的划分子过程和PU的帧间预测数据获取子过程；
具体地，P、B片的压缩处理是以CTU为根，依次遍历每一个CU(Coding Unit)可能的帧间预测，并依据RD(Rate-Distortion，比特率失真)代价选择最佳的预测方式。如果当前CU使用帧间预测，则依次遍历可能的CU->PU的划分方式。以当前PU(prediction unit，预测单元)为基础，进行运动估计和运动补偿流程，获取到当前PU的帧间预测数据信息。
视频压缩处理过程包括CTU到CU分割子过程、CU到PU的划分子过程和PU的帧间预测数据获取子过程；
CTU到CU分割子过程包括：以CTU为根，遍历每一个CU的帧间预测处理过程，包括CTU到CU的分割机制。图2为本发明实施例的CTU到CU分割子过程的示意图。如图2所示，CTU到CU的分割以四叉树结构进行分割，并以RD代价为准则判别是否对当前CU进行分割为下一层级4个子CU；
图3为本发明实施例的CU到PU的划分子过程的示意图。如图3所示， CU到PU的划分子过程包括：当前CU使用帧间预测，其可能的CU到PU的划分方式包含8种，对称模式：2N×2N,2N×N,N×2N,N×N；非对称模式： 2N×nU,2N×nD,nL×2N,nR×2N。
PU的帧内预测数据获取子过程：以当前PU为基础，获取当前PU的帧间预测数据包含运动矢量MV(MVx,MVy)，当前CU的大小信息，当前PU的大小信息，以及当前CU到PU的划分方式，是否为Merge和Skip等特殊预测模式等，这些数据信息为后续的多层级阈值、嵌入模块提供了必须的支撑。
S2.获取当前PU所在的CU的大小、CU到PU的划分方式和PU的大小的数据信息，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否需要进行秘密信息的嵌入；
利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否需要进行秘密信息的嵌入具体为：
可建立一个随机函数G(seed)，对于每一个CTU，通过该随机函数G(seed) 获取一个随机值，其中，随机种子seed与提取端保持一致以正确提取秘密信息。对于CTU层级，设立一个合适的阈值T_CTU；如果当前随机值小于阈值 T_CTU，则当前CTU选为嵌入信息候选块，否则直接跳过模式3直接进入熵编码处理流程。依据随机种子产生随机数来无规律的选取待嵌入信息的CTU 块，以提高视频隐写的安全性和抗隐写分析能力。从CTU层级控制视频隐写嵌入位置的筛选，将CTU层级阈值T_CTU与生成的随机数序列相映射结合的方式，可以提高安全性和抗隐写分析能力。在CTU层级建立阈值条件是为了增强视频隐写的安全性和私密性。通过对每一个CTU产生的随机数与当前CTU层级阈值相比较，决策是否在当前CTU内进行秘密信息嵌入，通过控制随机数种子的秘钥安全性，从一定程度上增强了视频隐写的隐蔽性和安全性。在PU层级建立阈值条件是为了增强视频隐写后载体视频的视觉质量和码率变化方面的隐写性能。由于人眼的视觉掩盖效应，对于运动场景剧烈的区域发生的改变并不敏感，因此选择那些具有剧烈运动的PU块进行秘密信息嵌入会取得更好的隐写效果。而运动场景剧烈的PU块通常情况下相较于平坦背景PU块尺寸更小，因此对于不同的PU块，需要选择不同的阈值条件。当然，上述随机函数的实现方式仅为一个示例，可依据需要来选择不同的随机选取方式。
判断当前PU是否采用Skip或者Merge模式，是则直接进入熵编码处理流程；否则，提取当前PU的运动矢量MV(MVx,MVy)，运动矢量的大小大于预设的阈值时，对当前PU进行秘密信息嵌入；由于Merge模式运动矢量完全由预测得到，运动矢量残差为0；Skip模式残差系数为0，不适用于后续秘密信息的嵌入。如果当前CU采用Skip或者Merge模式，则直接进入熵编码处理流程；若当前CU采用非Skip和Merge模式，则进入下一步骤。依据当前PU的大小选择相应的阈值，并与当前运动矢量进行比较，若当前运动矢量大小大于阈值，则进行秘密信息的嵌入。
PU层级阈值条件设立可依据表1建立，其中Ti(i＝0,1,2,3)从上至下依次递减，可根据需要灵活设置。假设当前PU的长和宽是Width、Height：
表1本发明实施例的PU层级阈值条件的示意表
Figure DEST_PATH_IMAGE001
依据获取的PU层级阈值Ti,(i＝0,1,2or 3)，假设当前PU的运动矢量是MV (MVx，MVy)，判别当前MV是否满足公式
Figure DEST_PATH_IMAGE002
若是，则进行秘密信息的嵌入，若不是，则直接进入熵编码处理流程。
S3.依据步骤S2的判断结果将待嵌入的秘密信息嵌入到当前PU；
将待嵌入的秘密信息嵌入当前PU的具体过程为：
判断当前PU的运动矢量MV(MVx，MVy)是否指向1/2像素精度点或1/4 像素精度点，否则不修改当前PU的运动矢量；1/2、1/4像素精度点由插值得到，运动矢量指向整像素的PU不作为嵌入信息的位置，可以在CTU层级、PU 层级之上进一步提高视频隐写的安全性和载体视频的视觉质量；
是则依据待嵌入的秘密信息和当前PU的运动矢量指向的像素精度点则判断是否符合嵌入调整规则，是则不修改当前PU的运动矢量；该嵌入调整规则为，待嵌入的秘密信息为0时，当前PU的运动矢量指向1/2像素精度点，待嵌入的秘密信息为1时，当前PU的运动矢量指向1/4像素精度点；从而通过嵌入调整规则建立待嵌入秘密信息比特特征与当前PU运动矢量指向的分像素精度运动矢量之间的映射关系；
否则，依据RDO准则，遍历当前PU的运动矢量指向的像素精度点周边的 1/2像素精度点或1/4像素精度点，将当前PU的运动矢量指向的像素精度点更新为符合嵌入规则的RD代价值最小的像素精度点；
图4为本发明实施例的运动矢量修改过程的示意图。如图4所示，假设当前待嵌入的秘密信息是1，当前PU的运动矢量指向1/2像素精度点a2，2,根据本步骤的方法，依次遍历a2，2周边的1/4像素精度点a1，2，a2，1，a2，3，a3，2并分别计算周边每一个点的失真-码率即Rate-Distortion(RD)代价，选取RD代价最小的点a1，2作为新的运动矢量最佳搜索点。通过对当前最佳搜索点周边的点分别进行 RD代价并进行比较可有效降低因嵌入秘密信息所导致的载体视频视觉质量、目标码率的下降，提高视频隐写的嵌入性能。即当前PU的初始运动矢量因嵌入信息1，修改为嵌入后的运动矢量，即完成了本步骤的操作。
S4.对当前CTU内的所有的PU遍历S2和S3步骤，对当前CTU进行熵编码处理以获取视频码流文件。
图5为本发明实施例的秘密信息提取过程的示意图。如图5所示，作为一个优选的实施例，该方法的秘密信息提取过程包括如下步骤：
利用视频码流文件获取当前PU所在的CU的大小、CU到PU的划分方式和PU的大小的数据信息，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否已进行过秘密信息的嵌入；
利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否已进行过秘密信息的嵌入具体为：
依据当前PU所在的CTU的随机值与预设阈值判断所在的CTU是否为已嵌入信息的CTU块；
判断当前PU是否采用Skip或者Merge模式，是不进行秘密信息提取；否则，提取当前PU的运动矢量MV(MVx,MVy)，运动矢量的大小大于预设的阈值时，进行秘密信息提取；依据当前PU的大小选择相应的阈值，并与当前运动矢量进行比较，若当前运动矢量大小大于预设的阈值，则进行秘密信息提取；
获取当前PU的运动矢量，判断当前PU的运动矢量是否指向1/2像素精度点或1/4像素精度点，否则不进行秘密信息的提取；
依据提取调制规则和当前PU的运动矢量获取待提取的秘密信息，遍历所有的PU以完成视频帧重建过程，其中，提取调制规则具体为：当前PU的运动矢量指向1/2像素精度点时，秘密信息为0；当前PU的运动矢量指向1/4像素精度点时，秘密信息为1。
一种终端设备，包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，存储单元存储有计算机程序，当程序被处理单元执行时，使得处理单元执行上述方法的步骤。
一种计算机可读介质，其存储有可由终端设备执行的计算机程序，当程序在终端设备上运行时，使得终端设备上述方法的步骤。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，其特征在于，该方法的视频隐写嵌入过程包括如下步骤：
S1.对原始的视频Yuv序列以CTU为基本单位进行视频压缩处理；视频压缩处理过程包括CTU到CU分割子过程、CU到PU的划分子过程和PU的帧间预测数据获取子过程；
S2.获取当前PU所在的CU的大小、CU到PU的划分方式和PU大小的数据信息，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否需要进行秘密信息的嵌入；
S3.依据步骤S2的判断结果将待嵌入的秘密信息嵌入到当前PU；
S4.对当前CTU内的所有的PU遍历S2和S3步骤，对当前CTU进行熵编码处理以获取视频码流文件；
步骤S2包括：判断当前PU是否采用Skip或者Merge模式，是则直接进入熵编码处理流程；否则，提取当前PU的运动矢量，运动矢量的大小大于预设的阈值时，对当前PU进行秘密信息嵌入；
步骤S3包括：判断当前PU的运动矢量是否指向1/2像素精度点或1/4像素精度点，否则不进行秘密信息的嵌入；
是则依据待嵌入的秘密信息和当前PU的运动矢量指向的像素精度点判断是否符合嵌入调制规则，是则不修改当前PU的运动矢量；所述嵌入调制规则为，待嵌入的秘密信息为0时，当前PU的运动矢量指向1/2像素精度点，待嵌入的秘密信息为1时，当前PU的运动矢量指向1/4像素精度点；
否则，依据RDO准则，遍历当前PU的运动矢量指向的像素精度点周边的1/2像素精度点或1/4像素精度点，将当前PU的运动矢量指向的像素精度点更新为符合嵌入调制规则的RD代价值最小的像素精度点。
2.根据权利要求1所述的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，其特征在于，PU的帧间预测数据获取子过程包括：以当前PU为基础，获取当前PU的帧间预测数据，帧间预测数据包含运动矢量、当前CU的大小信息、当前PU的大小信息和当前CU到PU的划分方式。
3.根据权利要求1所述的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，其特征在于，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否需要进行秘密信息的嵌入包括：
建立一个随机函数G(seed)，所述seed为随机种子，对于每一个CTU，通过所述随机函数G(seed)获取随机值，将随机值与预设阈值相比较判别当前CTU是否作为候选嵌入信息的CTU。
4.根据权利要求3所述的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，其特征在于，所述随机种子seed的传输采用加密的方式进行。
5.根据权利要求1所述的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，其特征在于，该方法的秘密信息提取过程包括如下步骤：
利用视频码流文件获取当前PU所在的CU的大小、CU到PU的划分方式和PU的大小的数据信息，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否已进行过秘密信息的嵌入；
依据提取调制规则和当前PU的运动矢量获取待提取的秘密信息，遍历所有的PU以完成秘密信息的完全提取。
6.根据权利要求5所述的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，其特征在于，利用秘密信息嵌入判断条件和所述数据信息判断当前PU是否已进行过秘密信息的嵌入具体为：
依据当前PU所在的CTU的随机值和预设阈值判断所在的CTU是否为已嵌入信息的CTU块；
判断当前PU是否采用Skip或者Merge模式，是则不进行秘密信息提取；否则，提取当前PU的运动矢量，运动矢量的大小大于预设的阈值时，进行秘密信息提取。
7.根据权利要求5所述的一种基于半像素运动补偿的视频隐写方法，其特征在于，所述提取调制规则具体为：当前PU的运动矢量指向1/2像素精度点时，秘密信息为0；当前PU的运动矢量指向1/4像素精度点时，秘密信息为1。
8.一种计算机可读介质，其特征在于，其存储有可由终端设备执行的计算机程序，当所述程序在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行权利要求1～7任一权利要求所述方法的步骤。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102065286A (zh) * 2009-11-17 2011-05-18 航天信息股份有限公司 基于运动矢量的视频水印嵌入和提取方法
CN103338376A (zh) * 2013-07-02 2013-10-02 中国科学技术大学 一种基于运动矢量的视频隐写方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7113612B2 (en) * 2001-03-22 2006-09-26 Victor Company Of Japan, Ltd. Apparatus for embedding and reproducing watermark into and from contents data
CN101165699A (zh) * 2006-10-20 2008-04-23 中国科学院微电子研究所 一种基于数字水印的数字产品内容保护系统及方法
CN101583033B (zh) * 2009-06-05 2011-01-26 中山大学 一种利用鲁棒水印保护h.264视频数据的方法
CN101888548B (zh) * 2010-06-17 2012-02-01 宁波大学 一种基于h.264/avc视频信息内容认证的脆弱性水印方法
CN102905134B (zh) * 2012-10-22 2015-06-03 山东省计算中心 自适应视频数字隐写方法
CN104159117B (zh) * 2014-07-22 2017-05-03 宁波大学 一种hevc视频的信息隐藏方法
CN104602016A (zh) * 2015-01-12 2015-05-06 宁波大学 一种基于帧内预测模式差值的hevc视频的信息隐藏方法
CN105741222B (zh) * 2015-12-31 2019-01-29 杨春芳 一种基于像素子集嵌入率估计的隐写信息定位方法
CN106713917A (zh) * 2016-12-05 2017-05-24 南京航空航天大学 一种基于运动矢量残差的视频隐写算法
CN111988639B (zh) * 2020-06-16 2022-10-21 北卡科技有限公司 一种基于国密算法和可逆隐写术的视频加密及解密方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102065286A (zh) * 2009-11-17 2011-05-18 航天信息股份有限公司 基于运动矢量的视频水印嵌入和提取方法
CN103338376A (zh) * 2013-07-02 2013-10-02 中国科学技术大学 一种基于运动矢量的视频隐写方法

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