基于运动矢量的H.264信息隐藏算法

合集下载

基于H.264裸流的视频信息隐藏实现

基于H.264裸流的视频信息隐藏实现PS：从来搞过视频编解码的新⼿，写的分享类⽂章，都是在做毕设慢慢摸索出来的，应该有很多不严谨的地⽅，⼤佬们看看就好。

（视频隐写应该主要依靠预测模式，运动⽮量等从编码过程进⾏信息的嵌⼊，本⽂的做法算不上真正意义上的视频隐写，算是对图⽚进⾏了信息隐藏处理，最后还原回了视频）提要：最近做的毕业设计，是做《宏块级最⼩化失真的H.264/AVC的视频信息隐藏算法研究》的相关实现，赶在离校之前的最后⼀天写下。

主要内容：原本应该是主要针对 H.264/AVC 标准 I 帧亮度分量预测编码过程，提出了⼀种宏块级最⼩化失真的 H.264/AVC 视频信息隐藏算法。

该算法以 I 帧亮度 4×4 块预测模式为嵌⼊位置，充分考虑 4×4 块预测模式⽅向相关性建⽴映射规则，基于率失真理论设计失真函数，通过 STC 编码（Syndrome Trellis Codes）⽣成具有最⼩失真值的含密序列。

预测模式的调制过程是在含密序列和映射规则的共同限制下通过⼆次编码来完成。

⽽实际情况：对于我这样从来没有搞过视频编解码的⼈，对视频进⾏嵌⼊秘密信息就⼗分复杂，⼀头雾⽔，更别提STC（针对预测模式的提取和映射规则的建⽴都弄了好久，最后饶了⼤半圈也不知道如何嵌⼊信息），于是简单了信息隐藏，主要利⽤Lsb和gibbs采样来进⾏隐写。

针对预测模式的提取和映射规则的建⽴，饶了⼤半圈也不知道如何嵌⼊信息。

后来看了很多资料，终于找到了如何做的思路。

研究的主要问题是：1. 信息隐藏的载体是什么？2. 如何怎么提取载体？3. 信息隐藏算法如何选择？4. 信息隐藏前后的PSNR以及SSIM表现如何，还有安全性5. 信息隐藏前后的⽐特增长率设计⽅案：从最开始的这样⼀种思路（在编码过程中进⾏信息的嵌⼊，需要对编码过程很熟悉）到后⾯这种思路（在编码完成后，进⾏信息的嵌⼊，不需要很熟悉编码过程，实现起来更简单）所以于是针对第⼆种思路，就开始了对H.264的信息隐藏。

基于H.264运动估计算法的改进与优化

对ｕｅａ０ｓＭＨｘｇｎ进行分析，利用视频图像序列运动矢量的分布规律以及当前块像素之间运动估计代价的相关性，对搜索模板和搜索步长进行改进，从而提前结束搜索，减少运动估计时间，实验结果表明：改进后的算法在保证性噪比ＮＲ变化不大的前提下，运动估计时间降低１％以上。ｓ）０【关键宇】Ｈ２４６；运动估计算法；ＵｅａｏｓＭＨｘｇｎ
ｉｇｓｑｅｅｍａｅｅｕｎｃｏｆｏｔｏｖｅｔｒｍｉｎｃｏｄｉｔｂｔｉｎｎｄｏｍｎｔｆｈｅｃｒｎｔｓｒｉｕｏａｍｖｅｅｏｔｕｒｅｂｌｋｏｅａｏｂｅｗｅｎｕｒｅｐｉｅＳ．ｏｃｃｒｒｌｔｉｎｔｅｃｒｎｔｘｌＴｒｕｌｓｗｔａｉｒｖｅｎａｇｒｉｈｃｎｅｄｃ１％ｍｉｎｅｓｉａｔｏｔｍｅｈｅｅｓｔｈｏｓｈｔｍｐｏｍｅｔｌｏｔｍａｒｕｅ０ｏｔｏｔｍｉｎｉｗｉｈｈｐｅｓｏ１ｔｅｈｎｇｏｔｔｅｒｍｉｅｆｉｔｌｃａｅｎ
Ｈ２４ＡＣ频编码标准是由ＩＵＴ．６／Ｖ视Ｔ — （）２非对称交叉十字型搜索：在搜和ＩＯＩＣＰＧ２０年共同制定的，Ｓ／ＥＭＥ在０３索范围内垂直方向的搜索点数为水平方与以往视频编码标准相比，Ｈ２４相向的一般，图ｌ非对称水平十字型搜．６在为同编码质量的前提下，可节约５％０以上索。的码率，但是其编码效率的提高是以增（）３非均匀多层次六边形格点搜加编码的计算复杂度为代价的，运动估索：上一步产生的最优匹配点作为本次计作为视频编码的核心技术，主要解决搜索的中心，进行包括５区域的正方５Ｘ视频图形中的时间冗余问题，通过运动形搜索模板和１点的六边形搜索模板，６估计技术可以使视频传输的比特数大大如图２３示。、Ｎ减少，在Ｈ２４．６中运动估计的计算复杂（）上一步产生的最优匹配点上４在度占到了整个视频编码的６％８％因进行扩展的六边形模版搜索：该过程包０－０，此对运动估计速度的优化是关键，可以括多层次六边形搜索。有效地提高编码效率ｕ。（）菱形模版反复搜索，得到最５小运动估计算法性能最好的是全搜索终的运动矢量。如图３。

基于H.264运动矢量域的脆弱水印算法研究

ＣＩｔＥＮＨｏｎｇｂｉｎｇ，ＴＡＮＧＸｉａｎｇｈｏｎｇ，ＷＵＨａｏ．ＦｒａｇｉｌｅｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎＨ．２６４ｍｏｉｏｔｎｖｅｃｔｏｒｉｅｆｌｄ．
Ｃｏｍｐｕ￣ｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ计算机工程与应用
基于Ｈ．２６４运动矢量域的脆弱水印算法研究
陈宏炳，唐向宏，吴昊
ＣＨＥＮＨｏｎｇｂｉｎｇ，ＴＡＮＧＸｉａｎｇｈｏｎｇ，ＷＵＨａｐ
水印提取和检测，检测不需要原始视频的参与。该算法具有较小的码率变化、视频失真，以及较强的脆弱性。
关键词：运动矢量；脆弱水印；Ｈ．２６４标准文献标志码：Ａ中图分类号：ＴＰ３９３ｄｏｉ：１０．３７７８￣．ｉｓｓｎ．１００２ — ８３３１．１１１２－０２４７
ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ。２０１３。４９（１７）：１８２－１８５．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｉｍｉｎｇａｔｎｅｗｆｅａｔｕｒｅｏｆｔｈｅＨ．２６４／ＡＶＣｖｉｄｅｏｃｏｄｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄ，ａｆｒａｇｉｌｅｗａｔｅｒｍａｒｋａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎＨ．２６４／ＡＶＣｌＯＷｂｉｔ．ｒａｔｅｖｉｄｅｏｓｔｒｅａｍｉＳｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＩｎｖｉｄｅｏｃｏｄｉｎｇｓｉｄｅｔｈａｔａｆｔｅｒｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅＰｌａｆｍｅｍｏｔｉｏｎｖｅｃｔｏｒｓｅａｒｃｈａｎｄｔｈｅｂｅｓｔｍｏｔｉｏｎｖｅｃｔｏｒｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ．ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｅｘｔｒａｃｔｓｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｍｏｔｉｏｎｖｅｃｔｏｒ，ａｎｄｅｍｂｅｄｓｔｈｅｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｏｆｔｈｅｍｏｔｉｏｎｖｅｃｔｏｒ．Ｉｎｔｈｅｖｉｄｅｏｄｅｃｏｄｅｒｓｉｄｅｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｅｘｔｒａｃｔｓａｎｄｄｅｔｅｃｔｓｔｈｅｗａｔｅｍａｒｒｋ，ｔｈｅｗａｔｅｒｍａｒｋｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｄｏｅｓｎｏｔｒｅｑｕｉｒｅｔｈｅｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｖｉｄｅｏ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｈａｔｔｔｈｉｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓａｓｍａｌｌｅｒｂｉｔｒａｔｅｃｈａｎｇｅａｎｄｔｈｅｖｉｄｅｏｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ，ｃａｎｅｎｓｕｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｔｉｏｎｖｅｃｔｏｒ；ｆｒａｇｉｌｅｗａｔｅｍａｒｒｋ；Ｈ．２６４ｓｔａｎｄａｒｄ

数字视频压缩技术H264详解

数字视频压缩技术H264详解一个基于分组方式的接口，打包和相应的信令属于NAL的一部分。

这样，高编码效率和网络友好性的任务分别由VCL和NAL来完成。

VCL层包括基于块的运动补偿混合编码和一些新特性。

与前面的视频编码标准一样，H.264没有把前处理和后处理等功能包括在草案中，这样可以增加标准的灵活性。

NAL负责使用下层网络的分段格式来封装数据，包括组帧、逻辑信道的信令、定时信息的利用或序列结束信号等。

例如，NAL支持视频在电路交换信道上的传输格式，支持视频在Internet上利用RTP/UDP/IP传输的格式。

NAL包括自己的头部信息、段结构信息和实际载荷信息，即上层的VCL数据。

（如果采用数据分割技术，数据可能由几个部分组成）。

（2）高精度、多模式运动估计H.264支持1/4或1/8像素精度的运动矢量。

在1/4像素精度时可使用6抽头滤波器来减少高频噪声，对于1/8像素精度的运动矢量，可使用更为复杂的8抽头的滤波器。

在进行运动估计时，编码器还可选择“增强”内插滤波器来提高预测的效果。

在H.264的运动预测中，一个宏块（MB）可以按图2被分为不同的子块，形成7种不同模式的块尺寸。

这种多模式的灵活和细致的划分，更切合图像中实际运动物体的形状，大大提高了运动估计的精确程度。

在这种方式下，在每个宏块中可以包含有1、2、4、8或16个运动矢量。

在H.264中，允许编码器使用多于一帧的先前帧用于运动估计，这就是所谓的多帧参考技术。

例如2帧或3帧刚刚编码好的参考帧，编码器将选择对每个目标宏块能给出更好的预测帧，并为每一宏块指示是哪一帧被用于预测。

（3）4某4块的整数变换H.264与先前的标准相似，对残差采用基于块的变换编码，但变换是整数操作而不是实数运算，其过程和DCT基本相似。

这种方法的优点在于：在编码器中和解码器中允许精度相同的变换和反变换，便于使用简单的定点运算方式。

也就是说，这里没有“反变换误差”。

变换的单位是4某4块，而不是以往常用的8某8块。

H.264中运动矢量特征分类的快速运动估计算法

维普资讯
第３２卷第１９期
Ｖ１３ｏ．２
・
计
算
机
工
程
２００６年１０月
Ｏｃｏｅ０６ｔｂｒ２０
弛
ｌ９
ＣｏｐｕｔｒＥｎｇｎｅｒｎｇｍｅｉｅｉ
多媒体技术及应用・
文章编号：ｏ３２（ｏ）一ｌ＿ｌｏ一４８ｏ６２－３２ｌ３０
块运动估计和模式判定的运用。为了提高准确度，Ｈ２４在．６
分或者亚宏块的方法，又可称之为树结构的运动估计。然后通过率失真优化准则ＲＯ（ａｉｏｔｎＯｐｉｚｄ（１）ＤＲｔＤｓｒｏｔｅ）式（）ｅｔｉｍｉ
确定最优匹配模式，得到的结果即为该宏块最终的编码模式。
，ｍ，（）Ａｓｃｍ）十 … ・ｍ— ＝ＳＤ（，（）Ｒ（）（）１
运动估计中提供７种不同大小的块，可以节省多达１％的比５
特率。但同时也使得处理时间线性上升，计算复杂度大大增加。在ＪＴ参考软件Ｊ．，采用了由ＺｉｏｈｎｅｇＶＭ９０中ｈｂｅ，ＰｎＣ
关奠词：Ｈ２；运动矢量特征分类；方向性菱形模板．４６
ＦａｔｏｉｎＥｓｉａｉｎｏｅｔｒａｙｉｓｔｏｔＭｍｔｆｘｕｅＡｎｌｓｓｏＴｆｒＭｏｉｎＶｅｔｒｉ．６０ｔｏｃｏＨ２４ｎ
中等运动块和小运动块。对每类宏块自适应地选择一种或者几种编码模式进行预测，有效地减少了由７种宏块（亚宏块）模式所引起的计算量；同时选用精确而且快速的方向性菱形模板，对不同的模式采用不同的搜索策略。实验分析表明，该算法搜索精度接近于全搜索算法，而搜索时间只为全搜索算法的５％～１．％。．４０５

H.264视频编码标准分析和算法优化

H.264编码标准的分析和算法优化一、研究背景：随着社会的不断进步和多媒体信息技术的发展，人们对信息的需求越来越丰富，方便、快捷、灵活地通过语音、数据、图像与视频等方式进行多媒体通信已成不可或缺的工具。

其中视觉信息给人们直观、生动的形象，因此图像与视频的传输更受到广泛的关注。

然而，视频数据具有庞大的数据量，以普通的25帧每秒，CIF格式（分辨率为352×288）的视频图像为例，一秒钟的原始视频数据速率高达3.8M字节。

不对视频信号进行压缩根本无法实时传输如此庞大的数据量，因此，视频压缩技术成为研究热点。

随着近几年来视频图像传输领域的不断扩展，以往的标准己经难于适应不同信道的传输特征及新兴的应用环境。

为此，ISO/IEC&ITU-T共同开发了最新视频编码标准H.264/AVC。

相对以前的视频编码标准，H.264集成了许多新的视频压缩技术，具有更高的压缩效率和图像质量。

在同等的图像质量条件下，H.264的数据压缩比是应用于当前DVD系统MPEG-2的2~3倍，比MPEG-4高1.5~2倍，并且具有更好的网络友好性。

但是H.264高压缩比的代价是编码器计算复杂度大幅度地提高。

因此在保持编码效率几乎不变的同时尽可能提高编码速度是H.264/AVC视频编码标准能否得到广泛应用的关键。

在上述研究背景下，本文深入探讨了H.264/AVC标准，分析了编码器主要耗时模块的工作原理，提出三种降低H.264/AVC高计算复杂度的优化算法――快速帧内预测模式选择算法、快速帧间预测模式选择算法以及快速运动估计算法。

实验结果表明：本文所提快速算法都可大幅度地降低H.264编码器的计算复杂度，并且保持基本不变的编码效率。

二、新一代视频编码标准H.264简介：编码标准演进过程：H.261 MPEG-1 MPEG-2 H.263 MPEG-4从视频编码标准的发展历程来看，视频编码标准都有一个不断追求的目标：在尽可能低的码率（或存储容量）下获得尽可能好的图像质量。

H.264压缩算法详解

H.264压缩算法详解H.264是一种视频高压缩技术，全称是MPEG-4 AVC，用中文说是“活动图像专家组-4的高等视频编码”，或称为MPEG-4 Part10。

它是由国际电信标准化部门ITU-T和规定MPEG的国际标准化组织ISO/国际电工协会IEC共同制订的一种活动图像编码方式的国际标准格式，这是我们叫惯了的MPEG中的一种，那为什么叫H.264呢？原来国际电信标准化部门从1998年就H.26L的H.26S两个分组，前者研制节目时间较长的高压缩编码技术，后者则指短节目标准制订部门。

H.26S 的标准化技术的名称为H.263，听起来很耳生，但实质上却早在用了，还被骂得很激烈。

因为，H.263先入为大，一直以MPEG-4大内涵的名字在用。

H.263的全称为MPEG-4 Visual或MPEG-4 Pall Ⅱ，即MPEG-4视频简单层面的基础编码方式。

200 1年后，国际电信标准化部门ITU-T和MPEG的上级组织国际标准化组织ISO/国际电气标准会议IEC成立了联合视频组JVT，在H.26L 基础进行H.264的标准化。

2002年12月9日~13日，在日本香川县淡路岛举行的MPEG聚会上确定了相关技术的规格。

规格书定稿后，2003年3月17日，H. 364的技术格式最终稿国际标准规格（FDIS）被确立。

目前软件和LSI芯片，服务及设备也都进入了使用阶段。

格式书中，列出了比特流规定，解码必要格式，和可供参考的编码记载。

为了不引起误解，ITU-T推荐使用H.264作为这一标准的正式名称。

实际上，MPEG-4里还有MPEG-4 Audio和MPEG-4 System的不同规格。

MPEG-4挨骂是因为MPEG-4 Visual许可收费离谱引起的。

别以为有了专利就可以随意向人要钱了，专利的最终目的的是使全社会的智力资料更合理地使用，防止重复劳动，并不是犒赏最先发明者。

按唯美史观，当社会技术发展到某一阶段时，新技术必然会出现。

基于可变尺寸块运动矢量恢复的H.264时域差错掩盖算法

同传统的差错掩盖算法相比，由于支持不同尺寸块运动矢量的恢复，此，法对差错信号能够获得更好的恢复因算
效果。关键词视频编码差错掩盖边缘失真匹配Ｈ．６２４
中图法分类号：Ｎ１１Ｔ９８８
陈振 ” 贺建军
（南涉外经济学院计算机系，沙湖长４００）１２５（南大学信息学院，沙中长４０８）１０３
摘要针对Ｈ２４帧间预测编码的新特点，出了一种基于可变尺寸块运动矢量恢复的时域差错掩盖算法。该．６提算法首先利用相邻宏块编码模式的相关性，据周围宏块的编码模式判断受损宏块的编码模式及运动矢量恢复的根宏块划分方式，别对各个划分的子块进行运动矢量的恢复；分然后利用相邻块运动矢量参考帧的相关性，据相邻根块运动矢量的参考帧确定匹配使用的参考帧；后采用边缘失真匹配方法恢复运动矢量。实验结果表明，算法最该
ＶａｉｂｅＳｉｅＢｌｃｏｉｎＶｅｔｒＲｅｏｅｙｒａｌｚｏｋＭｔｏｃｏｃｖｒ
ＣＨＥＮｅ ” Ｚｈｎ
，
Ｈｉ — ｎＥＪａｊｎｕ
（ｎｎＩｔｎｔｎｌｃｎｍｃＣｌｇ，ｈｎｓａ４００）ＨｕａｅａｉａＥｏｏｉｏｌｅＣａｇｈ１２５ｎｒｏｓｅ

H264熵编码具体算法

1.CAVLC概念
CAVLC即基于上下文的自适应变长编码。CAVLC的本质是变长编码，它的特性主要体现在自适应能力上， CAVLC可以根据已编码句法元素的情况动态的选择编码中使用的码表，并且随时更新拖尾系数后缀的长度，从而获得极高的压缩比。H.264标准中使用了CAVLC对4*4模块的亮度和色度残差数据进行编码。
解析除拖尾系数外的非零系数的幅值level1确定后缀长度suffixlength2根据码流查表96得到前缀levelprefix3根据前缀和后缀得到levelcodelevelprefixsuffixlengthlevelsuffix4levelcode为偶数levellevelcode22levelcode为奇数levellevelcode125根据设定的阈值确定是否updatesuffixlegth6cavlc与uvlc比较在相同码率的情况下用cavlc编码的psnr的值高于用uvlc编码的psnr的值并且随着比特率的增加cavlc的优势更加明显h264avc68cavlc基于上下文自适应的可变长编码69cabac基于上下文的自适应二进制算术熵编码610码率控制611去方块滤波612其余特征cabac1
∴经查表可知码流为0000100 ∴code=0000100
4.3 编码每个拖尾系数的符号对于每个拖尾系数(±1)只需要指明其符号，
其符号用一个比特表示(0表示+ ，1表示-)。编码的顺序是按照反向扫描的顺序，从高频数据开始。例：设有一个4*4块数据（假定NC=0）
0 3 -1 0
0 -1 1 0
0 3 -1 0 0 -1 1 0
1000
0000 ∴TotalZeros=3 又∵TotalCoeffs(非零系数的数目)=5 ∴查表可得码流为111 ∴code=0000100 011 1 0010 111

h.264视频加密方法简介

H.264 加密方法综述1. 压缩前加密在对视频数据进行压缩前直接当做文本数据进行加密。

存在问题：影响H.264 的压缩性能。

2.压缩过程中进行加密H.264 中，图像是按块进行处理的，通常是16*16 的宏块，也可以再分为4*4的块。

（1）帧内预测现有帧内预测过程中进行加密十分相似，帧内编码通常采用指数哥伦布码，（指数哥伦布码由n个0，一个1，和n个后缀组成），指数哥伦布码的后缀是二进制流，可以直接对后缀进行加密，而不需考虑视频格式，加密后得到的仍是指数哥伦布码。

（2）帧间预测帧间预测包括运动估计和运动补偿。

通过采用可变大小的块，一些帧间的宏块的分部（由数据分割得到）可能会具有相同数量的运动矢量，有学者提出，将具有相同数量的运动矢量的帧间宏块组合到一起进行置换，以达到加密的目的。

（3）运动矢量运动估计和运动补偿是宏块等级的操作，宏块可以载分解为4*4的块，一个宏块再分出的每一个块都有一个运动矢量，在熵编码之前会对运动矢量数据进行处理，通过运动矢量预测会得到运动矢量差。

1）有学者提出，通过改变运动矢量和运动矢量差数据以达到加密的目的，可采用如下方法对运动矢量进行修改，mv=mv+round（a*z）其中，z是[-1,1]之间的平稳分布，a用来调整加密等级，a越大，对mv修改越大。

其轻量级的加密方法是对一半或部分运动矢量进行加密2）有学者提出，可以通过对同一条带内的运动矢量进行置换达到加密的目的。

（4）DCT1）在DCT变换时，使用于DCT变换性质相似的变换代替DCT变换，在解码时，使用DCT逆变换进行解码，以此达到加密的目的。

2）对DCT系数的符号进行加密（5）扫描顺序在对每个4*4的系数数组进行熵编码之前，通过zig-zag扫描将非零系数映射为一个序列，有学者提出，对扫描顺序进行修改，不执行zig-zag扫描，而是采用随机置乱，以此来达到加密的目的。

（6）CAVLC1）在CAVLC中，有很多码字是使用指数哥伦布码，可以对指数哥伦布码的后缀进行加密。

基于运动偏移的大容量H.264视频隐写算法

摘Leabharlann 要：在运动矢量的基础上引入运动偏移的概念，提出基于运动偏移的大容量Ｈ２４压缩域视频流隐写算法。．６运动偏移同时包含运动幅
度和相角，在寻找信息隐藏最佳点时，不会遗漏运动幅值或相角较大的运动矢量。实验结果表明，与同类隐写算法相比，算法可找到更该
文献标识码：Ａ
中图分类Ｔ３１号：Ｐ９
基于运动偏移的大容量Ｈ．６２４视频隐写算法
朱俊杰，魏立线。晓元，姚武军，杨
（．武警工程学院电子技术系网络与信息安全武警部队重点实验室，西安７０８；２１１０６．武警工程学院信息安全研究所，西安７０７）１０１
ｍｏｅｌｎｎｈｓｎｌ．ｖｎｅｔａｄｐａｅａｇｅＣｏｍｐｒｄｗｉｔｅｌｏｉｈｎｔｅｍｏｉｎｖｃｏｒｈｌｏｉｍｏａｅｏｅｈｄｎｌｃＥｘｒｍｅｔｌｒｓｌｓａｅｔｏｈｒａｇｒｔｍｓｉｈｈｔｅｔ，ｔｅａｇｒｔｏｈｌｃｔｓｍｒｉｉｇｐａｅ．ｐｅｉｎａｅｕｔｓｏｔａｈｌｏｒｈｈｓｌｒｅｃｐａｉｙａｄｗｅｌｉｅｉ．ｈｗｈｔｅａｇｉｍａａｇａｃｔｎｌｆｄｌｙｔｔｔ
第３卷第１期７８
Ｖ１７Ｏ３ｌ．
・
计
算
机
工
程
２１年９月０１
Ｓｐｅｂｒ０１ｅｔｍｅ２１

大学计算机基础实验素材example62

基于可变尺寸运动矢量恢复的H.264时域差错掩盖算法针对H.264帧间预测编码的新特点，提出了一种基于可变尺寸块运动矢量恢复的时域差错掩盖算法。

该算法首先利用相邻宏块编码模式的相关性，根据周围宏块的编码模式判断受损宏块的编码模式及运动矢量恢复的宏块划分方式，分别对各个划分的子块进行运动矢量的恢复；然后利用相邻块运动矢量参考帧的相关性，根据相邻块运动矢量的参考帧确定匹配使用的参考帧；最后采用边缘失真匹配方法恢复运动矢量，该算法如下：|)1,()1,(|10000-++--+=∑-=v M i F a y y i x P y i x P D ref |)1,()1,(|100000+++++-+++=∑-=N y y i x x P N y i xP D v M i v F b ref |),1(),1(|100000j y y x x P j y x P D v M j v F l ref ++-+-+-=∑-=|),1(),1(|100000j y y M x x P j y M x P D v M j v F r ref +++++-+++=∑-=……实验结果表明，该算法同传统的差错掩盖算法相比，由于支持不同尺寸块运动矢量的恢复，因此，算法对差错信号能够获得更好的恢复效果。

Windows XP 操作系统简介Windows 操作系统是从微软公司最初发布的Windows 1.0开始的，随后对Windows 操作系统不断改进和完善。

1995年Windows 95问世，1998年，微软公司推出了流行时间最长的Windows 98操作系统。

它在操作界面、联机帮助及辅助工具向导等方面都有了很大的改进。

继Windows 98之后，微软公司又陆续推出了Windows 2000，Windows XP 。

Windows Vista 则是微软公司于2007年发布的操作系统，相对于早前的操作系统对硬件系统的支持要求更高，功能更加齐全。

一种基于H.264的自适应空域错误隐藏算法

一
种基于Ｈ２４的自适应空域错误隐藏算法．６
郭永魁，付炜，袁红中
（燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛０６０６０４）
摘要：Ｈ６／Ｖ中Ｉ的传输错误不仅会破坏当前的解码帧，还会在时间上扩散，对后续Ｐ帧的预测带来．２４ＡＣ帧严重的影响。因此本文提出了一种通过计算受损宏块周围边缘方向的信息熵来自适应的选择双线性内插或方向性内插的错误隐藏方法。实验表明，该方法与单独使用双线性内插法或方向内插法相比，具有较好的误码掩盖
非常必要的。
１空域错误隐藏算法
１１双线性内插法．
错误隐藏的基本原理是对不可解码部分的图像通过空域插值或时域补偿等方法来将图像恢复出来。根据恢复算法利用的冗余不同，错误隐藏算法主要分为两类：时域错误隐藏和空域错误隐藏。时域错误隐藏主要利用了相邻帧的相似性，首先估
值的选取会直接影响边缘检测的结果，因此本文选
Ｐ４
１ｉ
ｎｄ
Ｐ２＿ ■＿
— ——
Ｐ
ｎ
取为一固定的经验值３。０同时，了简化算法，为
可以把检测到的边缘方向按照就近原则量化到８个边缘方向上，Ｒｋ２．。 ∈［，７。判断量［ｘ２５，后０］Ｊ化后的边缘方向是否与受损宏块相交，若相交并且

基于H.264快速运动估计算法研究

易于实现等优点而被大多数视频编码标准所采用，该算法匹配的准则有三种，即平均均方误差（ＭＳＥ）、平均绝对差（ＭＡＤ）和归一化函数（ＮＣ —
的，视频压缩编码的关键部分是运动估计，其时间
６０
衡阳师范学院学报
２０１３年第３４卷
获得亚像素最佳运动矢量，最终确定运动估计的最
１所示，整像素点用黑点表示，１／２像素点用三角形表示，最佳整像素匹配点用Ｏ点表示。
收稿日期：２０１３ — ０３ — １７
为搜索中心，通过基于部分像素的亚像素运动估计
基金项目：衡阳师范学院科学基金青年项目（０９Ａ３４）作者简介：戴小新（１９７９），男，湖南常德人，讲师，从事计算机通信研究．
第３４卷第３期
２０１３年６月
衡阳师范学院学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎｇｙａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｎｏ．３Ｖｏ１．３４
Ｊｕｎｅ．２ｏ１３
动估计耗时平均下降了６９和１３，编码速度大幅提高。
关键词：Ｈ．２６４；运动估计；视频编码
中图分类号：ＴＰ３１７
文献标志码：Ａ
文章编号：１６７３ — ０３１３（２０１３）０３ — ００５９ — ０３

基于块运动轨迹相似性的H.264运动修复-错误隐藏算法

ｍｏｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｓｉｍｉｌａｒｉｔｙａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｓｐａｔｉａｌｄｏｍａｉｎ．Ｔｈｅｂｌｏｃｋｍｏｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ
中抽取可靠块和受损块的空域相互关系统计特征，并据此在当前帧预测受损块运动矢量；采用基于宏块分割信
息的块合并来修复宏块内子块运动矢量，采用邻域插值方法恢复丢失的像素。实验结果表明，与零运动算法、宏块边界匹配算法和多项式内插法相比较，本算法执行速度较快，隐藏效果较好。
基于块运动轨迹相似性的Ｈ．２６４运动
修复一错误隐藏算法
南哲万，阮秋琦，安高云
（１．北京交通大学信息科学研究所，北京１０００４４；２．金Ｆｔ成综合大学计算机学院，朝鲜平壤）
摘
要：Ｈ．２６４视频在通过无线网络传递时，对传输错误非常敏感，由此会引起视频质量的严重下降。本文提出
１种基于块运动轨迹相似性及空域统计相关性的受损块运动修复一错误隐藏算法。采用绝对运动差值总和（Ｓｕｍ

几种基于H.264的运动估计搜索算法的分析

ＭＡ（．）Ｄｉｊ一
公式（）１
ＭＶＡＳ通过利用支持区域（ｅｉｎＯｕｐｒ，ＯＳＦＴＲｇｆＳｐｏｔＲ）ｏ中的相邻宏块的运动信息来预测当前宏块的运动剧烈程度，并确定搜索中心，后通过大小钻石搜索模板搜索最佳匹配最块。钻石搜索不同的是，与ＭＶＦＳ除了利用ＲＡＴＯＳ中的信息
维普资讯
Ｍｉｏｏｕｅｐｌａｉｎｏ．２Ｎ．，０６ｃｃｍｐｔｒＡｐｉｔｓＶ１２，ｏ９２０ｒｃｏ
综
述
微型电脑应用
２０Ｚ年第２０６２卷第９期
文章编号：Ｏ７５Ｘ（０６０ — ０Ｏ一Ｏ１Ｏ —７７２０）９０４３
搜索算法都是依据一定的匹配准则］依据这个准则并在这，
个运动搜索法所遍历的点中寻找最优的匹配点。运动估计算法中常用的匹配准则有以下几种：小绝对差（Ａ、小最ＭＤ）最
几种基于Ｈ．６２４的运动估计搜索算法的分析
闰磊，张翠芳
摘要：２４视频编码标准的性能很大程度上取决于运动估计，影响运动估计的主要是匹配准则和搜索算法。文对多Ｈ．６而本
均方差（Ｅ、小绝对误差（ＡＤ）ＭＳ）最Ｓ。（）小绝对差１最

基于H.264Intra帧的错误掩藏算法

变的运动补偿、ｎｒＩｔａ帧预测、 ×４块整数变换等．４
随着视频ＶＯ和可视电话等多媒体业务的开展，Ｄ多媒体压缩数据在网络上传输中一个亟待解决的问题就是误码或丢包问题＿．２４Ａ２Ｈ＿６／ＶＣ通过运］动估计／动补偿（／运ＭＰＭＣ）除视频时间冗余，消对差值图像进行离散余弦变化（Ｃ消除空间冗ＤＴ）
余，对量化后的系数进行可变长编码（）除ＶＩ消ｃ统计冗余，虽然获得了极大的压缩效率，压缩后但
的码流对网络传输产生的错误也更加敏感．３］
比Ｊ中的算法具有更好的掩藏效果．Ｍ
错误掩藏正是解决上述问题的途径之一．据根
文章编号：１０１０２１）３０９ — ４００１９（０００ — ３７０
基于Ｈ．６Ｉｔａ的错误掩藏算法２４ｎｒ帧
王原丽，库利林，王琴琴
（汉理工大学信息工程学院，武汉４０７）武３００
第４卷第３期４
２１Ｏ０年９月
华中师范大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＵＡＺＨＯＮＧＮ０ＲＭＡＬＵＮＩＶＥＲＳＴＹ（ｔｃ．ＩＮａ．Ｓｉ）
Ｖｏ１４４Ｎｏ．．３Ｓｅ．２０ｐｔ０１
ห้องสมุดไป่ตู้
１ｎｒＩｔａ帧的错误掩藏

基于运动矢量的h.265hevc视频隐写分析技术研究

摘要数字隐写和隐写分析是信息安全领域的重要分支。

数字视频因其数据量大，能容纳密信数量多的特点，成为理想的隐写载体。

作为最新的视频编码标准，H.265/HEVC已逐步应用在互联网的各种产品中，因此研究以其为载体的隐写与隐写分析算法有重要的理论意义和实际应用价值。

运动矢量是视频帧间预测的产物，广泛存在于压缩视频中，由于其数据量大、嵌入密信后对视觉质量影响小，因此很适合进行信息隐藏。

但这些特性又很可能被不法分子用于传递秘密信息，策划犯罪活动，从而对社会安定和公共安全带来威胁。

因此研究基于运动矢量的视频隐写分析技术有迫切的需求和广阔的应用前景。

本文针对现有基于运动矢量的隐写分析算法的不足，结合H.265/HEVC的特点构造检测特征，从而实现隐写分析检测。

本文的主要研究工作和创新点如下：1、提出基于最优预测运动矢量的H.265/HEVC视频运动矢量隐写分析算法。

该算法利用H.265/HEVC运动估计过程中预测运动矢量在候选运动矢量数组中必然是最优的性质（即使得当前运动矢量编码比特数最小），提取特征进行隐写分析检测。

实验结果表明，该算法相对于现有的基于运动矢量相关性的隐写分析算法和基于运动矢量局部最优性的隐写分析算法有更高的检测率，且由于运动矢量是无损的，其检测结果不受视频码率的影响。

2、提出基于时空域特征自适应选择的H.265/HEVC视频运动矢量隐写分析算法。

该算法针对现有的基于运动矢量相关性的隐写分析方法仅提取空域（或时域）相关性特征或者简单地将空域相关性特征和时域相关性特征串联的不足，结合H.265/HEVC运动矢量预测的特点，自适应选择空域或时域相关性特征作为最终分类特征。

实验结果表明该算法能在不增加特征维数的基础上有效提高隐写分析检测率。

关键字：视频隐写分析；运动矢量；H.265/HEVC；相关性ABSTRACTDigital steganography and steganalysis are important branches of information security. Because of the large amount of data and the ability to accommodate a large number of secret information, digital video has become an ideal steganographic carrier. As the latest video coding standard, H.265/HEVC has been gradually applied to a variety of products in the Internet. The study of H.265/HEVC based steganography and steganalysis algorithms has important theoretical significance and practical value. The motion vector, as introduced by video inter prediction, is widely found in compressed video. Motion vectors provide a large amount of data and have very limited influence on the visual quality after message embedding, making them very suitable for information hiding. However, these features of motion vector are likely to be used for illegal purpose such as passing secret information to plan criminal activities. Therefore, the research on video steganalysis based on motion vector has an urgent demand and broad application prospects.To address the shortcomings of the existing motion vector based steganalysis algorithm, we employed the characteristics of H.265/HEVC to construct more efficient features for steganalysis detection. The main contributions of this work are as follows:1.We proposed an H.265/HEVC video steganalysis algorithm based on optimal predictive motion vector. The algorithm utilizes the property that the predictive motion vector is the optimal one (i.e. the one minimizing the number of coding bits of the current motion vector) in the candidate motion vector array during the H.265/HEVC motion estimation process. The experimental results show that the proposed algorithm has higher detection rate than the existing steganalysis algorithm based on motion vector correlation and the steganalysis algorithm based on local optimality of motion vector. Moreover, as the motion vector is lossless, the detection result is not affected by the video bitrate.2. We proposed an H.265/HEVC video steganalysis algorithm based on adaptive selection of temporal and spatial domain features.The existing steganalysis based on motion vector correlation only extracts the spatial domain (or time domain) correlation feature or simply concatenates the spatial domain correlation feature and the time domain correlation feature. The proposed algorithm utilizes the characteristics of H.265 / HEVC motion vectorprediction and adaptively select spatial or temporal correlation characteristics to form the final classification characteristics. The experimental results show that the proposed algorithm can improve the detection rate of steganalysis without increasing the feature dimension.Keyword: video steganalysis; motion vector; H.265/HEVC; correlation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 视频信息隐藏和隐藏分析概述 (2)1.2.1 信息隐藏和隐藏分析模型 (2)1.2.2 视频信息隐藏算法分类及性能指标 (2)1.2.3视频隐藏分析算法分类及性能指标 (4)1.3视频信息隐藏算法研究现状 (5)1.3.1 压缩前信息隐藏 (5)1.3.2 压缩过程中信息隐藏 (5)1.3.3压缩后信息隐藏 (7)1.4视频隐藏分析算法研究现状 (8)1.4.1 解码视频的隐写分析 (8)1.4.2 压缩域运动矢量隐写分析 (8)1.5本文研究工作和结构 (10)1.5.1 本文主要研究工作 (10)1.5.2 本文结构安排 (10)第二章典型的运动矢量隐写和隐写分析算法 (12)2.1 典型的运动矢量隐写算法 (12)2.1.1 基于运动矢量幅值的隐写算法 (12)2.1.2 基于预测残差的隐写算法 (13)2.2 典型的运动矢量隐写分析算法 (14)2.2.1基于运动矢量相关性的隐写分析算法 (14)2.2.2 基于运动矢量局部最优性的隐写分析算法 (15)2.2.3 基于重压缩的隐写分析算法 (17)2.3 本章小结 (18)第三章 H.265/HEVC视频编码标准与运动矢量 (19)3.1 H.265/HEVC视频编码基本框架 (19)3.2 H.265/HEVC的新特点 (20)3.3 H.265/HEVC帧间预测与运动矢量 (22)3.4 H.265/HEVC中的运动矢量预测 (24)3.5 本章小结 (26)第四章基于最优预测运动矢量的隐写分析算法 (27)4.1 算法原理 (27)4.1.1 运动矢量编码比特数计算 (28)4.1.2 隐写分析特征设计 (29)4.1.3 本章算法特征提取流程图 (31)4.1.4 本章特征适用性分析 (31)4.2 实验结果与分析 (32)4.2.1 实验环境设置 (32)4.2.2 实验结果 (33)4.3 本章小结 (38)第五章基于时空域特征自适应选择的隐写分析算法 (40)5.1 运动矢量相关性 (40)5.2 隐写分析特征设计 (42)5.2.1 空域相关性特征 (42)5.2.2 时域相关性特征 (43)5.2.3特征自适应选择算法 (45)5.3 实验结果与分析 (48)5.4 本章小结 (51)总结与展望 (52)论文工作总结 (52)后续工作展望 (53)参考文献 (54)攻读硕士学位期间取得的研究成果 (59)致谢 (60)第一章绪论第一章绪论1.1 研究背景和意义随着信息技术的高速发展，有线与无线网络的带宽都在不断提高，图片、音频、视频等大数据量的多媒体文件广泛存在于互联网中。

H264编码原理详解

H264编码原理详解前言•在日常生活中我们知道，电脑中的视频文件先要通过视频采集设备对物体进行采集，然后通过编码核心部件得到mp4,rmvb等格式进行保存。

有没有可能不经过上述核心编码部件采集之后直接进行显示呢？答案是可以的。

那为什么还要进行编码呢？答案是原始采集到的视频数据为YUV格式，这种格式不经过处理的话特别大，对于网络传输和永久保存非常不利，为了解决这个问题，就需要对原原始的视频数据进行压缩处理。

而H264则是目前一种流传广泛，成熟的视频压缩算法。

•先来看一个例子在学习H.264编码之前，我们先了解一下在手机相机拍摄视频的过程，如果Camera采集的YUV图像不做任何处理进行传输，那么每秒钟需要传输的数据量是多少？Camera采集的YUV图像通常为YUV420，根据YUV420的采样结构，YUV图像中的一个像素中Y、U、V分量所占比例为1：1/4：1/4，而一个Y分量占1个字节，也就是说对于YUV图像，它的一个像素的大小为(1+1/4+1/4)Y=3/2个字节。

如果直播时的帧率设置为30fps，当分辨率为1280x720，那么每秒需要传输的数据量为1280720(像素)30(帧)3/2(字节)=39.5MB；当分辨率为1920x720，那么每秒需要传输的数据量接近60MB，这对于手机的存储空间有很大考验，因此，我们就必须在拍摄形成视频文件保存在本地之前对采集的视频数据进行压缩编码。

H26X简介H261•目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一个是“国际电联（ITU-T）”，它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等，另一个是“国际标准化组织（ISO）”它制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。

•H.261是1990年ITU-T制定的一个视频编码标准，属于视频编解码器。

设计的目的是能够在带宽为64kbps的倍数的综合业务数字网(ISDN forIntegrated Services Digital Network)上质量可接受的视频信号。

H264标准详解

H264标准详解H.264 标准详解JVT（Joint Video T eam，视频联合工作组）于2001 年12 月在泰国Pattaya 成立。

它由ITU-T和ISO 两个国际标准化组织的有关视频编码的专家联合组成。

JVT 的工作目标是制定一个新的视频编码标准，以实现视频的高压缩比、高图像质量、良好的网络适应性等目标。

目前JVT 的工作已被ITU-T 接纳，新的视频压缩编码标准称为H.264 标准，该标准也被ISO 接纳，称为A VC（Advanced Video Coding）标准，是MPEG-4 的第10 部分。

H.264 标准可分为三档：基本档次（其简单版本，应用面广）；主要档次（采用了多项提高图像质量和增加压缩比的技术措施，可用于SDTV、HDTV 和DVD 等）；扩展档次（可用于各种网络的视频流传输）。

H.264 不仅比H.263 和MPEG-4 节约了50％的码率，而且对网络传输具有更好的支持功能。

它引入了面向IP 包的编码机制，有利于网络中的分组传输，支持网络中视频的流媒体传输。

H.264 具有较强的抗误码特性，可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。

H.264 支持不同网络资源下的分级编码传输，从而获得平稳的图像质量。

H.264 能适应于不同网络中的视频传输，网络亲和性好。

一、H.264 视频压缩系统H.264 标准压缩系统由视频编码层（VCL）和网络提取层（Network Abstraction Layer，NAL）两部分组成。

VCL 中包括VCL 编码器与VCL 解码器，主要功能是视频数据压缩编码和解码，它包括运动补偿、变换编码、熵编码等压缩单元。

NAL 则用于为VCL 提供一个与网络无关的统一接口，它负责对视频数据进行封装打包后使其在网络中传送，它采用统一的数据格式，包括单个字节的包头信息、多个字节的视频数据与组帧、逻辑信道信令、定时信息、序列结束信号等。

包头中包含存储标志和类型标志。