符合预测编码特性的视频隐蔽通信理论及应用研究

In recent years, with the development of the internet, communications and multimedia technologies, new opportunities have been brought to the research of covert communication with compressed videos. However, the existing video covert communication technology lacks the applicability in the real network environment, which is highlighted in the following two aspects. First of all, due to the existence of the block-based intra/inter prediction, the existing distortion minimization framework cannot be applied to the design of content-adaptive video steganographic schemes. Secondly, most of the current video steganographic methods are incapable of supporting covert message delivery in the real transcoding channel, because they cannot meet the needs of security, robustness and payload concurrently. By systemically studying the optimal embedding theories for both the lossless and lossy channels, this project prepares to improve the mechanism of steganographic security verification, and to propose a series of practical steganographic schemes. This project is dedicated to expand the application range of video steganography, and will benefit the overall development of information hiding researches.

近年来，新一代互联网、移动通信及多媒体技术日趋成熟，这给以压缩视频为载体的隐蔽通信研究带来了新的发展契机。但是，现有的视频隐蔽通信技术缺乏在真实网络环境中的适用性，这一问题突出表现在以下两个方面。首先，由于预测机制的存在，现有的基于代价最小化模型的内容自适应设计框架无法应用于以压缩视频为载体的隐蔽通信方案设计。其次，当前绝大部分视频隐蔽通信方案无法兼顾安全性、鲁棒性与负载率的要求，不足以支持秘密消息在真实网络转码信道中的有效传输。本项目面向实际需求，拟通过系统研究无损/有损信道下的最优嵌入理论，完善面向视频隐蔽通信的安全性验证体系，提出一系列实用的视频隐蔽通信方案，在感知质量和隐写分析统计特性不发生明显变化的前提下，将误码率降低到能够保证正常隐蔽通信能力的水平。本项目的实施有利于扩展视频隐写的应用范围，促进信息隐藏研究的整体发展。

随着新一代互联网、移动通信及多媒体处理技术日趋成熟，以压缩视频为载体的隐蔽通信技术迎来了新的发展契机。但是，常规视频隐蔽通信技术缺乏在真实网络环境中的应用能力，这一问题突出表现在以下两个方面。首先，由于预测机制的存在，现有的基于代价最小化模型的内容自适应设计框架无法应用于以压缩视频为载体的隐蔽通信方案设计。其次，当前绝大部分视频隐蔽通信方案无法兼顾安全性、鲁棒性与负载率的要求，不足以支持秘密消息在真实网络转码信道中的有效传输。本项目面向实际对抗环境，一方面针对主流视频分享平台/直播平台等有损信道，构建了转码环境下的视频隐写基本理论体系和应用范式，提出了具有实际通信能力的鲁棒视频隐写技术方案。另一方面设计了可应用于视频载体的通用隐写分析深度学习框架，提出了一系列针对性安全性分析策略。本项目的成果有效扩展了视频隐写的应用范围，促进了信息隐藏研究的整体发展。