论述高清视频内容完整性技术论文_徐澎

论述高清视频内容完整性技术论文_徐澎

(中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 471009)

摘要:随着科技的发展,视频已经是人们不可或缺的重要娱乐设施之一,同时视频功能的存在,不断为相关工作也起到了提升作用,如监控视频的出现就大大的提升了破案率。但是在视频快速发展的今天,相关的视频剪接软件已经得到了全面的发展,由于视频软件的出现,导致视频的完整度出现问题,大部分视频容易被人篡改、删除内容、剪切等,针对目前视频存在的问题,可以设置相关加密技术,将视频信息转码进行压缩和隐藏,以特定设备提取哈希值的方式来完成播放,如此可以大大提升视频的完整性,保证人们的观赏体验。

关键词:信息隐藏;信息完整性;哈希;视频编码;嵌入方案

引言:视频是目前较为主流的信息媒介之一,在社会较多行业中都得到了全面的使用,当前视频行业排除在监控行业的使用,较多的出现在文娱产业,但是对于文娱产业来说,虽然其是娱乐性质,却也有着较多意义。目前视频剪接行业横行,在通过剪接和处理的视频多出现丢帧等情况,包括基础操作复制中就有可能出现,为保证相关视频的使用性和可观赏性,需要针对视频问题进行处理和解决,保证高清视频的存在,提升其可使用价值。

1技术方案

1.1视频编解码标准选择

视频内容完整性和视频的解码技术发展有着重要的联系,目前较多的视频编码主要使用H264/AVC标准,该标准是由视频转码专家组和动态图像专家组共同研究制定的标准,它最大的优势是有着很高的数据压缩性,在同等数据压缩下,其可以有效的保证视频的质量,是其他标准的2倍甚至是3倍左右。此标准也引入了不同的档次和分级,将不同的视频用途进行分级管理,比如等级为1的标准主要是用于视频通话,视频会议等都是归属于等级为1的标准。提升等级为2的标准主要是在在线直播、娱乐视频等场景,而对于数字电视等多为更加高等级的视频编码,此标准是当前重要的标准之一,在较多的终端中都是以此作为标准来进行转码和解码的搭配,当前的视频标准都是以此为基础来进行制作的,所有终端中都有着相关的转码,也是较多转码的重要标准。

1.2视频内容完整性技术方案

目前相关的视频问题中,主要包括帧删除、帧替换、帧编辑三种形式。所有的视频问题基本都出现在帧问题上,所以解决方式也多针对帧问题进行处理。针对当前存在的视频信息问题,主要使用信息隐藏和哈希校验相互结合的方式,以此不但可以防护帧的问题,同时也可以保证视频的完整性。首先是隐藏信息,通过相关技术将特殊信息进行编码和隐藏,这些信息只有通过相关的方式才能够进行提取,可以将帧编辑的情况降到最低。主要的方式是对帧进行二次提取,确定其原基础是否相同,可以保证视频因素的原有性。其次是帧删除的处理,可以通过哈希效验的方式,原视频的拍摄过程中,会有着时间记录,透过哈希效验的方式,额可以对帧删除进行检查,对相关设备号等进行记录,只有相关设备号和用户号保证一致才能保证为进行帧删除。

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2视频压缩域嵌入隐藏信息

视频完整性的保存过程中,压缩域处理方式有着重要的意义,其主要方式就是将视频相关的时间、用户名、设备型号、帧序列和哈希值进行管理,将经过压缩来进行隐藏,主要的方式即是进行相关的水印处理,但是在实际压缩过程中,会有较多的信息无法进行压缩或者使用水印信号,在使用隐藏信号的过程中,要对下一帧进行合理的管理,保证其可以进行隐藏,对这些值进行相关的哈希值运算,并且设置密钥解开方式,只有满足密钥使用要求的才可以进行相关的处理,进行哈希值提取。

处理过程中,将原视频的相关数据进行压缩处理,同时在压缩过程中,要考虑相关的运行管理条件,不同的视屏有着不同的管理条件,在实际的处理过程中,要保证其宏块的像素特征,让其符合实际的使用要求,并且考虑红块是否可以进行相关的隐藏操作,不要出现信息隐藏后依法观影不舒适的感觉。

在视频的使用过程中,帧是重要的工具之一,不同的帧在视频中有着不同的作用,同时对于视频来说,分频也是重要的区分之一,不同的像素有着不同的分频空间,低像素可以将其放在低频分量。在像素逐渐增长的过程中,可以分为中、高频。在视频的调整过程中,对低频进行相关的调整,会影响整体的亮度分量。引起观看的不适性,在针对高频进行调整的过程中,容易让图像出现毛刺问题,使整个视频的质量都会出现问题,所以在视频的调整过程中,要对中频进行合理的控制,只有如此才能保证完整性和观影舒适度,能够将更多的信息进行全面的隐藏,保证观影的整体效果。

3宏块纹理特征计算

视频帧编码压缩阶段主要环节是对视频帧的宏块做DcT变换处理,使得视频信息传输由时域和空域转换为频域传输,消除视频的冗余信息,从而达到压缩目的心J。DCT变换如公式(1)所示:y(m,n)=c。c。∑∑瓦c。s盟蔫迹cos紫(1)式中,l,(m,n)是变换结果矩阵l,对应频率点上的DcT系数,m和n值越小表示频率越低。两对应图像块(i√)坐标处的像素值或者残差值,Ⅳ是图像块尺寸大小,通常H.264编码标准中对4×4大小的图像块做DCT变换。由于H.264编码环节有预测的过程,因此浮点型DcT计算会引起精度问题,会造成解码后的数据失配,引起漂移。为了解决这一问题,H.264对4×4DCT变换进行了改进,采用整数DCT变换技术,有效地减少了数据量,同时不损失视频质量。根据公式,DcT变换计算出图像块不同频率成分的系数,其频域分布的特性一目了然。视频图像的纹理复杂度在频域中表现为中、高频分量大小。

4隐藏信息嵌入方案

在视频筛选过程中,需要考虑相关的视频质量,人员对亮度的要求较高,出现亮度变化就会有一定的不舒适性,所以在视频隐藏的过程中,可以考虑保证亮度的完整性,同时对色度和纹理进行相关的处理,因为人眼对色度和纹理变化的轻微变化会较为忽视。结合整体的压缩标准,可以对高频和低频进行简单的处理,保证原图像的清晰性,其次是对中频进行大面积的管理,在此研究基础上,获取所有图像块的DcT变换量化之后的系数,即H.264标准中的level值,level是存储了当前4×4子宏块1evel值(行程值)的一个数组(长度为16)。频率分量按照低频到高频的顺序存储。因此,本方案在获取子宏块level值之后,统计出中、高频率分量的数量和幅值分布,根据阈值r判断当前统计特征是否满足嵌入要求。如果当前宏块满足嵌人要求,根据待嵌入的二进制信息,调整特定频率的level值。

5总结

高清视频编解码以及隐藏信息嵌入、正确提取、内容完整性验证功能。实现了高清视频帧编辑、删除和替换的攻击检测。由于视频攻击手段的多样化,在后续的研究中会继续完善现有的方案,改进现有的算法以应对复杂多变的攻击。

参考文献:

[1]贵州兴义:远程视频提讯实现零突破[J].韦忠品.方圆.2018(01)

[2]远程视频办案在检察一体化中的深化应用[J].陈思群.人民检察.2018(06)

论文作者:徐澎

论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期

论文发表时间:2019/6/20

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