信息隱藏是20世紀90年代提出的一種解決信息安全問題的新方法。它通過把隱秘信息隱藏于可公開的數字媒體(載體)中以達到安全傳遞隱秘信息或保證載體的完整性及所有權歸屬等目的。當前而言，信息隱藏研究的載體主要針對靜止圖像，但隨著多媒體技術的發展，越來越多的學者開始研究以視頻為載體的隱藏技術。參考文獻[1]利用量化后DCT系數的奇偶性來隱藏信息。參考文獻[2]指出了依據MV幅值作為閾值選擇CMV進行信息隱藏的缺點，提出了依據預測誤差作為閾值選擇CMV的觀點。參考文獻[3]結合H.264的特性，提出了一種利用DCT系數進行高比特率信息嵌入方法。參考文獻[4]則利用I幀宏塊的編碼模式進行秘密信息的隱藏。而參考文獻[5]則針對 I幀中隱藏信息會帶來錯誤漂移的情況進行研究，并給出了解決的方案。總而言之，當前視頻的隱藏技術主要可以劃分為利用DCT系數、運動矢量、量化后的DCT系數、預測模式等幾個方面。

    視頻隱藏的蓬勃發展激起了研究者在視頻中嵌入視頻的靈感。SWANSON[6]首先提出了在視頻中嵌入視頻的思路，利用一種基于高比特信息隱藏算法的向量射線比較法，將秘密視頻信息隱藏于載體視頻中完成傳輸，避免了單獨傳輸易丟失的缺點；肖柏創[7]等人對YANG3]的算法進行了改進，實現了高比特率的視頻嵌入視頻的方案。盡管這些方法都取得了一定的效果，但都只是針對秘密為原始視頻的情況展開討論，并未考慮秘密信息為壓縮視頻碼流的情況。視頻魯棒隱藏算法的隱藏容量較小，宿主視頻每幀中隱藏的數據量有限。而視頻的數據量是海量的，如果不對秘密視頻進行壓縮編碼，那么一幀秘密圖像需要隱藏在多幀的宿主視頻中，這樣勢必會帶來實時性不高、秘密視頻隱藏幀數少等問題。
    針對上述問題，本文提出了將秘密信息壓縮編碼后再嵌入視頻的信息隱藏方案。該方案將視頻的嵌入過程看成是秘密視頻隱蔽通信的過程。首先將秘密視頻壓縮編碼成碼流，從而有效地減少秘密視頻的比特數。同時為了克服壓縮碼流誤碼敏感的缺陷，應用了糾錯和交織編碼增加秘密信息抗誤碼的性能。在嵌入時，選用魯棒性較好的變換域的隱藏算法進行嵌入，進一步增加隱蔽傳輸的可靠性。

 

    同理，接收端中DCT變換后的能量也主要集中在直流分量上。因此，可以在保證魯棒性和圖像質量等算法性能的基礎上，利用直流系數作為載體完成秘密信息的嵌入，這樣有利于視頻實時性嵌入目標的實現。
1.2 視頻嵌入算法
    秘密視頻信息嵌入框架如圖2所示。

2 實驗結果
    實驗中，采用CIF(352×288)格式視頻序列News、Forman、Mobile作為宿主視頻，秘密視頻為QCIF(176×144)格式的視頻序列Forman。視頻編碼采用H.264/AVC編解碼參考軟件JM8.6，編碼模式采用IPPPPP…的格式。
    表2列出了3組不同運動強度視頻序列為宿主視頻的仿真實驗結果，其中PSNR/dB、TIME/s、BER/%分別表示利用參考文獻[3]算法以及本文算法嵌入秘密信息前后載體圖像的峰值信噪比、嵌入算法所需的時間和宿主視頻經過編碼后接收端提取秘密信息的誤碼率。QP表示編碼宿主視頻時的量化步長。

    當秘密視頻未編碼時，隱藏1幀QCIF視頻信息需要48幀CIF宿主視頻。按照參考文獻[3]的算法提出的秘密視頻效果圖如圖4所示。其中參數N、PSNR分別代表每48幀宿主視頻隱藏的秘密視頻幀數和接收端提取的秘密視頻的峰值信噪比，QP表示宿主視頻編碼時的量化步長。

    從以上的仿真實驗可以看出，應用本文的所提出的算法后，嵌入隱藏信息的混合視頻信號與原始視頻幾乎沒有什么差別，達到了隱藏信息透明的要求。從表2的實驗數據中可以看出，在相同壓縮比的情況下，本文的算法較之于參考文獻[3]的算法縮短了嵌入所需的時間，且誤碼率平均減少了76.6%，具有更好的抗壓縮性能。而當綜合采用編碼和隱藏算法后，本文算法的優越性進一步凸顯，從圖4、圖5的實驗仿真效果圖中可以看到，在相同壓縮比的情況，隱藏幀數提高了5~11倍，并且接收端提取秘密信息的質量也獲得了明顯改善。
    本文提出了一種視頻壓縮碼流在視頻中嵌入的方案，為了避免視頻壓縮碼流對誤碼敏感的缺點，在隱藏算法上采用了高比特率的魯棒算法，通過修改視頻的亮度分量Y在變換域中的直流系數來嵌入秘密信息；同時秘密信息在嵌入前采用預處理的策略，即先對秘密視頻進行壓縮編碼、糾錯和交織編碼等預處理。通過實驗數據可以看出本方案所提出的視頻嵌入視頻的方法提高了隱藏的幀數及接收端提取秘密信息的質量，實現了隱秘視頻的高效傳輸，為視頻嵌入視頻提供了一種新的思路。
參考文獻
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[5] Ma Xiaojing，Li Zhitang，Tu Hao，et al.A data hiding algorithm for H.264/AVC video streams without intra-frame distortion drift[J].IEEE Trans.Circuits Syst.Video Technol.，2010，20(10)：1320-1330.
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[7] 肖柏創，王首道，司薇.高比特率信息隱藏技術的視頻嵌入視頻方案[J].北京工業大學學報，2011，37(8)：1249-1254.