[发明专利]一种无帧内失真漂移的HEVC视频自适应隐写方法

说明书

本发明公开了一种无帧内失真漂移的HEVC视频自适应隐写方法，其在隐秘信息嵌入过程中，从H.265/HEVC视频中的所有I帧中的所有尺寸为4×4的编码单元中，找出满足条件的编码单元作为载体；考虑载体中的所有像素点的QDST系数绝对值的分布失真和载体的块内失真，计算每个载体模拟嵌入1或0时的失真代价值；根据所有载体模拟嵌入1或0时的失真代价值，在设定负载率后利用STC编码将隐秘信息序列嵌入到部分载体中，得到对应的含密载体；对原始视频进行压缩编码，在压缩编码的变换量化过程中用含密载体中的QDST系数替换相应位置的原始的QDST系数；优点是提高了隐写后的视频画面质量，对视频码流修改影响较小，且隐写安全性高。

技术领域

本发明涉及一种视频信息隐藏技术，尤其是涉及一种无帧内失真漂移的HEVC视频自适应隐写方法。

背景技术

在当今社会中，智能设备已经越来越普及了，人们可以通过文字、音频、图像或视频等渠道获取各种各样的信息内容。然而，与此同时，数字化信息被篡改、仿造或攻击的现象日趋严重，如何保护数字媒体的信息内容、遏制数字媒体的非法使用已经成为一个亟需解决的热门问题。信息隐藏是一种将隐秘信息隐藏于公开传输信道中，并且无法凭人们直观的视觉和听觉察觉出来的技术，是一种强有力的隐秘通信和版权保护的手段。在数字化多媒体信息隐藏技术中，自适应信息隐藏技术是极其重要的组成部分，其能够根据失真函数自适应地将隐秘信息嵌入到载体中，并且能够通过STC(Syndrome-Trellis Codes，综合网格码)等隐写编码将嵌入的失真最小化，达到卓越的视觉效果和高效的编码效率。

由于数字视频的数据量普遍比较庞大，因此其通常是以压缩的形式在公开传输信道中进行传输的，HEVC(High Efficiency Video Coding，高效视频编码)是最新一代视频压缩编码标准，其核心目标是在H.264/AVC的基础上，压缩效率提高一倍，在高清、超高清等视频应用领域发挥重要作用。所以，研究H.265/HEVC视频的自适应信息隐藏技术具有较大的现实意义和理论价值。虽然自适应信息隐藏技术在音频和图像领域已经有了许多的研究工作，但是由于视频载体与音频和图像两者的差异性，这些研究工作并不能直接迁移到视频信息隐藏技术领域中，因此，需要研究H.265/HEVC视频的特性，并针对其视频特性，设计一种H.265/HEVC视频的自适应信息隐藏技术。

现有的H.265/HEVC视频的自适应信息隐藏技术利用视频信号的冗余信息，将隐秘信息隐藏在载体中，根据嵌入信息时修改的位置不同，主要分为：基于预测模式的修改、基于DCT/DST系数的修改、基于运动矢量的修改和基于熵编码的修改等算法，但是修改这些载体会引起视频的视觉质量的下降。因此，有必要设计一种能够使修改载体导致的失真达到最小化的HEVC视频自适应隐写方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无帧内失真漂移的HEVC视频自适应隐写方法，其能够很好地降低嵌入失真，从而提高了隐写后的视频画面质量，其对视频码流修改影响较小，并且其隐写安全性高。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无帧内失真漂移的HEVC视频自适应隐写方法，包括隐秘信息嵌入和隐秘信息提取两部分，其特征在于：

所述的隐秘信息嵌入的具体过程为：

步骤1_1：采用H.265/HEVC标准编码器对原始视频进行压缩编码，得到H.265/HEVC视频，在压缩编码过程中保存H.265/HEVC视频中的每帧中的每个编码树单元中的每个编码单元的预测模式和深度、每个编码单元对应的PU划分模式、每个编码单元中的每个像素点的QDST系数；其中，编码树单元的尺寸为64×64，编码单元的尺寸为64×64或32×32或16×16或8×8或4×4；

步骤1_2：按序遍历H.265/HEVC视频中的所有帧，将当前遍历的帧定义为当前帧；

步骤1_3：判断当前帧是否为I帧，如果当前帧为I帧，则执行步骤1_4；如果当前帧不为I帧，则直接执行步骤1_7；