H.264视频完整性认证方法

摘要

本发明公开了一种H.264视频完整性认证方法，包括认证码的提取、标识信息的嵌入，篡改检测及定位几个过程，视频序列比图像信息更复杂，不能简单的采用图像hash值提取的方法提取视频认证码。本发明提出空间能量波动分析方法，针对不同特征的视频帧，有针对性的采用改进的分级量化与矢量量化方法，有效提取出视频认证码，并结合改进的H.264鲁棒水印算法与H.264大容量信息隐藏算法，构成H.264视频完整性认证系统，并进行篡改检测及定位的研究。

主权项

一种H.264视频完整性认证方法，其特征在于，包括以下内容：（1）认证码生成由于认证码的长度不能过大，原始数据的降维是十分必须的，对于视频图像变化平缓的平滑块，采用分级量化，计算子块均值进行样本精简；对于视频图像变化复杂的区域，采用矢量量化方法，通过去宏块较大特征向量来进行样本精简；由此，实时提取认证码；（2）版权保护/身份认证过程视频监控系统中的水印技术为视频监控摄像机独一无二的特征，鲁棒水印的加载和提取是十分必要的；基于复杂度分析在特征域中嵌入水印信号，视频图像的每一帧的各个宏块都要进行基于块的DCT变换，然后被判定是否用来提取特征，特征提取采用纹理能量和运动能量来共同决定是否作为候选宏块，由经验设定两个阈值分别与这些能量分量相对应，即为TH_T（纹理能量）和TH_M（运动能量），如果子宏块的两个能量分量至少有一个大于其相对应的阈值，该宏块即被判定为特征宏块，可以用来嵌入水印信号；对于选定的宏块（特征宏块），从16个子块的中心区域选取对角的两个子块，将这两个子块周围的宏块分成水平和竖直方向两组，计算各子块运动矢量的模值，根据“十字比较法”来嵌入二值水印信息；（3）完整性认证过程    利用H.264帧内冗余信息，将子块中拥有原始零值的系数组合创造一个备用的空间来储备附加的信息，原始的LSB（最低有效位）储存在备用空间，脆弱水印通过修改子块中的一个零值系数被嵌入，帧间利用VLC（变长编码）的无差值补偿特性，通过调制帧间预测模式嵌入脆弱水印，由此在每一视频帧的每一宏块中完成脆弱水印的嵌入；在解码过程中，按认证码提取方法重新生成认证码，同时进行脆弱水印的提取，将认证码与提取出的脆弱水印信息相比较，即可快速的实现篡改的检测与定位。