Метод адаптивной видеостеганографии для H.264-сжатых видеопотоков на основе модуляции DCT-коэффициентов и анализа стабильности сцен

Abstract

Статья посвящена разработке и исследованию робастного метода видеостеганографии, предназначенного для работы с видеосигналами, подверженными сжатию с потерями по стандарту H.264/AVC. Предлагаемый метод решает проблему низкой устойчивости классических подходов, таких как LSB (Least Significant Bit), путем встраивания данных в частотной области. Основой метода является модуляция индекса квантования (Quantization Index Modulation, QIM) для коэффициентов дискретного косинусного преобразования (DCT) в канале яркости (Y) цветового пространства YCrCb. Для повышения скрытности и надежности применяется гибридный адаптивный подход. Ключевым элементом является двухпроходный алгоритм: на первом проходе выполняется анализ видеопотока для построения «плана встраивания» без внесения изменений. В ходе анализа идентифицируются стабильные кадры с помощью алгоритма Лукаса – Канаде, и для каждого кадра вычисляется коэффициент надежности, на основе которого адаптивно подбирается шаг квантования для QIM. Дополнительно, с помощью фильтра Лапласа, анализируется текстура кадра для выбора только наиболее подходящих для модификации блоков. На втором проходе выполняется непосредственное встраивание данных. Проведенные эксперименты демонстрируют высокую устойчивость: итоговый коэффициент битовых ошибок (BER) составляет менее 10–20% даже после сжатия кодеком H.264 (libx264, 10000 кбит/с). Анализируются компромиссы между емкостью, устойчивостью и скрытностью путем варьирования ключевых параметров (порога текстурности и шага квантования). Обосновывается необходимость применения кодов коррекции ошибок (ECC) для достижения безошибочного извлечения