[發明專利]一種基于漢明碼+1的HEVC視頻的信息隱藏方法

有效

• 申請號: 201510270877.7
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104902281B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 王讓定;徐健;徐達文;黃美玲;李倩;王家驥;李偉
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H04N19/467
• 分類號: H04N19/467;H04N19/147;H04N19/154
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙)33226
• 代理人: 周玨

1.一種基于漢明碼+1的HEVC視頻的信息隱藏方法，其特征在于：包括隱秘信息嵌入和隱秘信息提取兩部分，所述的隱秘信息嵌入部分的具體步驟如下：

①-1、在隱秘信息嵌入端，將待嵌入隱秘信息的原始的HEVC視頻中當前待編碼的幀定義為當前編碼幀；

①-2、如果當前編碼幀為I幀，則執行步驟①-3；如果當前編碼幀為B幀或P幀，則對當前編碼幀不處理，然后執行步驟①-14；

①-3、將當前編碼幀中當前待處理的第i個預測單元定義為當前預測單元，其中，1≤i≤I，i的初始值為1，I表示當前編碼幀中包含的預測單元的總個數；

①-4、判斷當前預測單元的尺寸大小是否為4×4，如果是，則執行步驟①-5；否則，對當前預測單元不處理，然后令i＝i+1，再執行步驟①-13；其中，i＝i+1中的“＝”為賦值符號；

①-5、將以當前預測單元為首的四個連續的尺寸大小均為4×4的預測單元構成的組合定義為當前預測單元組合，再執行步驟①-6；

①-6、從待嵌入的隱秘信息中取出第p位比特s_p、第p+1位比特s_p+1、第p+2位比特s_p+2作為當前待嵌入的三比特信息，其中，1≤p≤P-2，p的初始值為1，P表示隱秘信息的總長度；

對當前預測單元組合中的每個預測單元進行幀內預測編碼，在幀內預測編碼過程中確定當前預測單元組合中的每個預測單元的預測模式，將當前預測單元組合中的第j個預測單元的預測模式的數字標識記為k_j；然后對當前預測單元組合中的前三個預測單元各自的預測模式的數字標識進行奇偶映射，得到當前預測單元組合中的前三個預測單元各自的預測模式的數字標識的映射值，將當前預測單元組合中的第j'個預測單元的預測模式的數字標識k_j'的映射值記為Lk_j'，Lk_j'＝LSB(k_j')，其中，j＝1,2,3,4，k_j∈[0,34]，j'＝1,2,3，LSB(k_j')表示取k_j'的二進制數的最低位；

①-7、根據(1,3,2)矩陣編碼算法建立當前預測單元組合中的前三個預測單元各自的預測模式的數字標識的映射值與當前待嵌入的三比特信息中的前兩比特信息的對應關系，確定是否修改當前預測單元組合中的前三個預測單元各自的預測模式，具體過程為：若且則不修改當前預測單元組合中的前三個預測單元各自的預測模式，然后執行步驟①-8；若且則不修改當前預測單元組合中的第1個和第3個預測單元各自的預測模式，而修改當前預測單元組合中的第2個預測單元的預測模式，然后執行步驟①-9；若且則不修改當前預測單元組合中的第2個和第3個預測單元各自的預測模式，而修改當前預測單元組合中的第1個預測單元的預測模式，然后執行步驟①-10；若且則不修改當前預測單元組合中的第1個和第2個預測單元各自的預測模式，而修改當前預測單元組合中的第3個預測單元的預測模式，然后執行步驟①-11；其中，Lk₁、Lk₂、Lk₃對應表示當前預測單元組合中的第1個、第2個、第3個預測單元各自的預測模式的數字標識的映射值，符號為異或運算符號；

①-8、根據LSBMR算法，確定是否修改當前預測單元組合中的第4個預測單元的預測模式，具體過程為：若則不修改當前預測單元組合中的第4個預測單元的預測模式，令i＝i+4，且令p＝p+3，然后執行步驟①-13；若則對當前預測單元組合中的第4個預測單元的預測模式的數字標識的二進制數的最低位進行修改，然后執行步驟①-12；其中，表示取的二進制數的最低位，k₁、k₂、k₃、k₄對應表示當前預測單元組合中的第1個、第2個、第3個、第4個預測單元各自的預測模式的數字標識，符號為向下取整符號，i＝i+4和p＝p+3中的“＝”為賦值符號；

①-9、根據LSBMR算法，確定如何對當前預測單元組合中的第2個預測單元的預測模式進行修改，具體過程為：若則對當前預測單元組合中的第2個預測單元的預測模式的數字標識的二進制數的最低位進行修改，然后執行步驟①-12；若則對當前預測單元組合中的第2個預測單元的預測模式的數字標識的二進制數的最低位和次低位進行修改，然后執行步驟①-12；其中，表示取的二進制數的最低位，k₁、k₂、k₃、k₄對應表示當前預測單元組合中的第1個、第2個、第3個、第4個預測單元各自的預測模式的數字標識，符號為向下取整符號；

①-10、根據LSBMR算法，確定如何對當前預測單元組合中的第1個預測單元的預測模式進行修改，具體過程為：若則對當前預測單元組合中的第1個預測單元的預測模式的數字標識的二進制數的最低位進行修改，然后執行步驟①-12；若則對當前預測單元組合中的第1個預測單元的預測模式的數字標識的二進制數的最低位和次低位進行修改，然后執行步驟①-12；其中，表示取的二進制數的最低位，k₁、k₂、k₃、k₄對應表示當前預測單元組合中的第1個、第2個、第3個、第4個預測單元各自的預測模式的數字標識，符號為向下取整符號；

①-11、根據LSBMR算法，確定如何對當前預測單元組合中的第3個預測單元的預測模式進行修改，具體過程為：若則對當前預測單元組合中的第3個預測單元的預測模式的數字標識的二進制數的最低位進行修改，然后執行步驟①-12；若則對當前預測單元組合中的第3個預測單元的預測模式的數字標識的二進制數的最低位和次低位進行修改，然后執行步驟①-12；其中，表示取的二進制數的最低位，k₁、k₂、k₃、k₄對應表示當前預測單元組合中的第1個、第2個、第3個、第4個預測單元各自的預測模式的數字標識，符號為向下取整符號；

①-12、在當前預測單元組合中的預測單元的預測模式修改后的前提下，比較當前預測單元組合中的四個預測單元的率失真代價之和與當前預測單元組合中的四個預測單元的上一級尺寸大小為8×8的預測單元的率失真代價的大小，當前者小于后者時，選擇尺寸大小為4×4的預測單元作為對應的尺寸大小為8×8的編碼單元的預測單元類型，然后令i＝i+4，并令p＝p+3，再執行步驟①-13；當前者大于或等于后者時，選擇尺寸大小為8×8的預測單元作為對應的尺寸大小為8×8的編碼單元的預測單元類型，然后令i＝i+4，再執行步驟①-13；其中，i＝i+4和p＝p+3中的“＝”為賦值符號；

①-13、將當前編碼幀中當前待處理的第i個預測單元作為當前預測單元，然后返回步驟①-4繼續執行，直至當前編碼幀中的所有預測單元處理完畢；

①-14、將原始的HEVC視頻中的下一幀待編碼的幀作為當前編碼幀，然后返回步驟①-2繼續執行，直至隱秘信息全部嵌入完畢或原始的HEVC視頻中的所有幀處理完畢，得到含隱秘信息的HEVC視頻碼流；

所述的隱秘信息提取部分的具體步驟如下：

②-1、在隱秘信息提取端，利用HEVC標準解碼器對接收到的含隱秘信息的HEVC視頻碼流進行解碼；

②-2、將含隱秘信息的HEVC視頻碼流中解碼得到的第i'個預測單元定義為當前預測單元，其中，1≤i'≤I'，i'的初始值為1，I'表示含隱秘信息的HEVC視頻碼流中包含的預測單元的總個數；

②-3、如果當前預測單元屬于I幀，則執行步驟②-4；如果當前預測單元屬于B幀或P幀，則對當前預測單元不進行隱秘信息提取，然后令i'＝i'+1，再執行步驟②-6；其中，i'＝i'+1中的“＝”為賦值符號；

②-4、判斷當前預測單元的尺寸大小是否為4×4，如果是，則執行步驟②-5；否則，對當前預測單元不進行隱秘信息提取，然后令i'＝i'+1，再執行步驟②-6；其中，i'＝i'+1中的“＝”為賦值符號；

②-5、將以當前預測單元為首的連續四個已解碼的尺寸大小均為4×4的預測單元構成的組合定義為當前預測單元組合；然后讀取當前預測單元組合中的每個預測單元的預測模式，將當前預測單元組合中的第j個預測單元的預測模式的數字標識記為g_j；再根據當前預測單元組合中的四個預測單元各自的預測模式的數字標識，提取出三比特隱秘信息，假設三比特隱秘信息分別為第p位比特t_p、第p+1位比特t_p+1、第p+2位比特t_p+2，則將的值賦值給t_p，將的值賦值給t_p+1，將的值賦值給t_p+2；最后令i'＝i'+4，并令p＝p+3，再執行步驟②-6；其中，j＝1,2,3,4，g_j∈[0,34]，1≤p≤P-2，p的初始值為1，P表示隱秘信息的總長度，g₁、g₂、g₃、g₄對應表示當前預測單元組合中的第1個、第2個、第3個、第4個預測單元各自的預測模式的數字標識，LSB(g₁)表示取g₁的二進制數的最低位，LSB(g₂)表示取g₂的二進制數的最低位，LSB(g₃)表示取g₃的二進制數的最低位，表示取的二進制數的最低位，符號為向下取整符號，i'＝i'+4和p＝p+3中的“＝”為賦值符號；

②-6、將含隱秘信息的HEVC視頻碼流中解碼得到的第i'個預測單元作為當前預測單元，然后返回步驟②-3繼續執行，直至提取出含隱秘信息的HEVC視頻碼流中的隱秘信息或含隱秘信息的HEVC視頻碼流解碼完畢。

2.根據權利要求1所述的一種基于漢明碼+1的HEVC視頻的信息隱藏方法，其特征在于所述的步驟①-8、所述的步驟①-9、所述的步驟①-10和所述的步驟①-11中對最低位進行修改的規則為：如果最低位為0，則修改為1；如果最低位為1，則修改為0；所述的步驟①-9、所述的步驟①-10和所述的步驟①-11中對次低位進行修改的規則為：如果次低位為0，則修改為1；如果次低位為1，則修改為0。