数据隐藏及提取方法技术

一种用于把信息嵌入到由多个帧构成的运动图像中的数据隐藏方法，包括步骤： 在用于嵌入信息的帧中指定至少一个嵌入区域；和 通过参考一个嵌入准则，确定与将要被嵌入的信息一致的所述嵌入区域的帧间预测的类型，其中使得将要被嵌入的数据的内容对应于所述嵌入区域的帧间预测的类型。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于把信息数据隐藏到介质数据中的数据隐藏方法以及用于提取隐藏数据的数据提取方法。随着多媒体社会的发展，大量的数字视频和音频信息在互联网络系统上流通或作为CD-ROM软件流通。对于数字视频和音频信息来说，任何人都能够容易地创建一个理想的拷贝而不降低质量，所以这种信息的非法使用和版权的保护正在成为问题。为了防止第三方非法地复制例如视频和音频数据的介质数据，例如象把创建者(作者)签名的附加信息隐藏到原始介质数据中的隐藏技术正在成为关注的焦点。当数字视频数据或其它类似数据被非法地复制时，能够通过确认隐藏在复制中的签名以及通过指定信源来了解这种复制是否为一个非法复制。象这样的一个隐藏技术被称之为数据隐藏。附图说明图1示出当数字数据被显示在一个显示器上时的一个半色调图像。在图1(a)的介质数据中，该介质数据是一个数字图象信息，例如护士、河流、幼儿园、学生和鸟类，已经被隐藏为如图1(b)中示出的情况。通过把一个图像(例如从图片获得的)分割成非常细小的部分并且用数字表示用于每一部分的亮度和色调。此时，图像的原始数值被故意地稍加改变。如果在数值中有小的改变，则在该图像中将几乎没有扰乱，并且人也感觉不到该扰乱。如果这种特性被巧妙地使用，则能够把完全不同的信息(信息数据)隐藏在原始视频信号中。这种信息数据可以是任何信息，例如网格图案，标尺或视频创建者的签名。在介质数据中隐藏的信息数据能够通过利用一个特定程序的处理而被提取。因此，根据该提取的信息数据，就能够查验该介质数据是否已经被改变。顺便说明，运动图象专家组标准(MPEG)是熟知的一种用于运动图像(视频数据)的压缩方法。在某些附加信息被放入一个MPEG视频比特数据流中的情况下，通常使用一种把附加信息隐藏到一个用户数据域中的方法。可是在这样的一个方法中，该区域能够被容易地从介质数据分离，所以存在的问题是容易检测及除去附加的隐藏信息。考虑到上述的问题，本专利技术的目的是提供一种新颖方法，用于把附加信息嵌入到通过采用帧间预测压缩的运动图像中。本专利技术的另一目的是提供一种方法，其中即使是有附加信息被嵌入到一个运动图像中，也将几乎没有图像质量的降低。本专利技术的另一目的是使得难于从一个运动图像中删除嵌入的信息。具体地说，第一个专利技术提供一种把信息嵌入到由多个帧构成的一个运动图像中的数据隐藏方法。该数据隐藏方法包括步骤在用于嵌入信息的帧中指定至少一个嵌入区；并且通过参考一个嵌入准则，确定与将要被嵌入的信息一致的嵌入区的帧间预测的类型，其中使得将要被嵌入的数据内容对应于嵌入区的帧间预测的类型。最好是存在嵌入区的帧是一个双向预测编码帧。在这种情况下，希望该帧间预测的类型是从正向预测、反向预测、双向预测和帧内编码中选择的。还希望该嵌入准则使得比特值之一对应于双向预测，而其它比特值对应于正向预测或反向预测。而且该嵌入准则可以对应于该帧内编码使得数据嵌入禁止。而且，当根据嵌入准则确定的嵌入区的帧间预测的类型中的预测误差超过一个预定门限值时，则希望禁止对该嵌入区的数据嵌入。由于该嵌入区的预测类型是根据嵌入准则强制地决定的，所以存在出现图像质量降低的可能性。因此，提供作为判定图像质量的标准的一个阈值，并且通过采用该嵌入准则，对于不将数据嵌入在预测误差超过一个阈值的位置是有效的。此外，当在双向预测编码帧中的正向预测的若干基准或反向预测的若干基准少于一个预定的数目时，对双向预测编码帧的嵌入区的数据的嵌入可被禁止。例如，如果场景产生改变，则在与该改变有关联的帧中的正向预测基准的数目或反向预测的基准的数目将被显著地降低。在这种情况下，如果采用该嵌入准则并且强制地确定预测类型，则可能使图像质量显著地退化。因此，如果在一个帧中的预测基准数目被计算并且是少于一个预定门限值时，则希望不把数据嵌入到该帧中。所以，另一专利技术提供一种把信息嵌入到由多个帧构成的一个运动图像中的数据隐藏方法。该数据隐藏方法包括步骤计数在具有用于嵌入信息的一个嵌入区的帧中的正向预测的若干基准或反向预测的若干基准；当基准的数目大于一个预定的数目时，通过参考一个嵌入准则，确定与将要被嵌入的信息一致的各嵌入区的特性。其中使得将要被嵌入的数据内容对应于嵌入区的特性；并且当基准数目小于预定的数目时，禁止对于该帧的嵌入区的数据嵌入。第二专利技术涉及把具有冗余度的的信息嵌入到一个图像中的数据隐藏方法。首先，在该图像中指定多个嵌入区用于嵌入相同的信息。随后，通过参考嵌入准则把相同的数据嵌入在和将要被嵌入的信息一致的分别的嵌入区中。例如，考虑其中数据位1被嵌入在三个嵌入区中的情况。通过参考规定一个数据位的值的嵌入准则和一个嵌入区的特性(例如预测类型)，确定三个嵌入区，以使它们具有对应于数据位值为1的相同特性。第三专利技术涉及提取嵌入到一个编码运动图像的信息的一个数据提取方法。在一帧中至少指定一嵌入区。通过参考一个提取准则，提取嵌入在该指定嵌入区中的数据，其中使帧间预测的类型对应于将要被提取的数据内容。所希望的是，其中存在嵌入区的帧是一双向预测编码帧。而且希望帧间预测的类型是从正向预测、反向预测、双向预测和帧内编码中选择的。而且，该提取准则可以使比特值之一对应于双向预测，并且使其它比特值对应于正向预测或反向预测。而且，该提取准则可以使该帧内编码对应于数据嵌入禁止。第四专利技术提供用于提取嵌入到一个图像中的具有冗余度的信息的一个数据提取方法。该数据提取方法包括步骤在图像中指定以确定的数据(例如数据位1)嵌入的多个嵌入区，并且通过参考一个提取准则，根据各嵌入区的特性提取嵌入的数据(上述的数据位1)，其中使得该嵌入区的一个特性对应于将要被提取的一个数据位。其中，当从各嵌入区提取出不同的数据位时，嵌入区的数目可被针对提取的不同数据位的每一个比较，并且具有较大数目的数据位可被指定作为被嵌入的信息(称之为由多数决定)。例如，假定从已经嵌入相同的数据位(数据位1)的三个嵌入区A、B和C提取的数据是1、1和0。在这种情况下，提取1的比特值的嵌入区的数目是2，而提取0的比特值的嵌入区的数目是1。由于上述的较大数目的比特值可以说是更精确的比特值，所以就认为已经嵌入了数据比特1。如果已经嵌入了数据比特1，则从三个嵌入区取出的数据比特值将是1。可是，由于某些原因，存在嵌入信息被改变的情况。而且，考虑采用一个统计方法的提取。因此，例如象第四专利技术的利用嵌入到图像中的冗余度来提取信息的方法是有效的。第五专利技术涉及一个运动图像编码系统，用于把信息嵌入到由多个帧构成的并且使用帧间预测的视频数据中。该系统包括一个误差计算器，通过采用正向预测，根据在用于嵌入信息的第一帧中指定的嵌入区以及根据在第二帧中的被用作该嵌入区的一个基准区计算一个第一预测误差；通过采用反向预测，该计算器还根据该嵌入区以及根据在第三帧中的被用作该嵌入区的一个基准区计算一个第二预测误差；以及通过采用双向预测，该计算器还根据该嵌入区以及根据在第二和第三帧中的被用作该嵌入区的基准区计算一个第三预测误差。该系统还包括一个判定器。该判定器通过参考中的一个嵌入准则决定在与信息内容一致的嵌入区中的帧间预测的一个类型；该嵌入准则规定何时把一个数据比特嵌入在嵌入区，帧间预测的类型可以使用正向预测或反向预测之一，该准则还规定何时将另一数据比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：森本典繁，前田润治，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：