[發明專利]一種大容量的HEVC視頻信息隱藏方法

有效

• 申請號: 201610041157.8
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105681803B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 王讓定;王家驥;嚴迪群;盛琪;李倩
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H04N19/467
• 分類號: H04N19/467;H04N19/11;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

1.一種大容量的HEVC視頻信息隱藏方法，其特征在于包括隱秘信息隱藏和隱秘信息提取兩部分，所述的隱秘信息隱藏部分的具體步驟如下：

①_1、確立11個預測模式分組，每個預測模式分組包含4個預測模式；

①_2、將待處理的HEVC視頻中當前待處理的幀定義為當前幀；

①_3、判斷當前幀是否為I幀，如果是，則執行步驟①_4；否則，執行步驟①_10；

①_4、將當前幀中當前待處理的幀內4×4亮度塊定義為當前塊；

①_5、提取當前塊的最優預測模式；并從待嵌入的隱秘信息中提取出第j位比特信息和第j+1位比特信息，其中，j的初始值為1，1≤j≤J，J表示待嵌入的隱秘信息的長度；

①_6、如果當前塊的最優預測模式僅出現在1個預測模式分組中，則將該預測模式分組確定為當前塊的最優預測模式所屬的預測模式分組，如果當前塊的最優預測模式出現在多個預測模式分組中，則從這多個預測模式分組中任選1個預測模式分組，并確定為當前塊的最優預測模式所屬的預測模式分組；然后根據提取的第j+1位比特信息和第j位比特信息及當前塊的最優預測模式所屬的預測模式分組，進行當前塊的隱秘信息嵌入操作，具體過程為：

當提取的第j+1位比特信息和第j位比特信息為“00”時，判斷當前塊的最優預測模式是否為其所屬的預測模式分組中的第1個預測模式，如果是，則不修改當前塊的最優預測模式實現當前塊的隱秘信息嵌入操作，并對當前塊不進行重新編碼，然后執行步驟①_7；否則，將當前塊的最優預測模式修改為其所屬的預測模式分組中的第1個預測模式實現當前塊的隱秘信息嵌入操作，并采用修改后的預測模式對當前塊進行重新編碼，然后執行步驟①_7；

當提取的第j+1位比特信息和第j位比特信息為“01”時，判斷當前塊的最優預測模式是否為其所屬的預測模式分組中的第2個預測模式，如果是，則不修改當前塊的最優預測模式實現當前塊的隱秘信息嵌入操作，并對當前塊不進行重新編碼，然后執行步驟①_7；否則，將當前塊的最優預測模式修改為其所屬的預測模式分組中的第2個預測模式實現當前塊的隱秘信息嵌入操作，并采用修改后的預測模式對當前塊進行重新編碼，然后執行步驟①_7；

當提取的第j+1位比特信息和第j位比特信息為“10”時，判斷當前塊的最優預測模式是否為其所屬的預測模式分組中的第3個預測模式，如果是，則不修改當前塊的最優預測模式實現當前塊的隱秘信息嵌入操作，并對當前塊不進行重新編碼，然后執行步驟①_7；否則，將當前塊的最優預測模式修改為其所屬的預測模式分組中的第3個預測模式實現當前塊的隱秘信息嵌入操作，并采用修改后的預測模式對當前塊進行重新編碼，然后執行步驟①_7；

當提取的第j+1位比特信息和第j位比特信息為“11”時，判斷當前塊的最優預測模式是否為其所屬的預測模式分組中的第4個預測模式，如果是，則不修改當前塊的最優預測模式實現當前塊的隱秘信息嵌入操作，并對當前塊不進行重新編碼，然后執行步驟①_7；否則，將當前塊的最優預測模式修改為其所屬的預測模式分組中的第4個預測模式實現當前塊的隱秘信息嵌入操作，并采用修改后的預測模式對當前塊進行重新編碼，然后執行步驟①_7；

①_7、如果當前塊編碼時的率失真代價值小于當前塊所在的8×8編碼塊編碼時的率失真代價值且小于當前塊所在的16×16編碼塊編碼時的率失真代價值且小于當前塊所在的32×32編碼塊編碼時的率失真代價值且小于當前塊所在的64×64編碼塊編碼時的率失真代價值，則令j＝j+2，然后執行步驟①_8，其中，j＝j+2中的“＝”為賦值符號；

如果當前塊編碼時的率失真代價值大于當前塊所在的8×8編碼塊編碼時的率失真代價值或大于當前塊所在的16×16編碼塊編碼時的率失真代價值或大于當前塊所在的32×32編碼塊編碼時的率失真代價值或大于當前塊所在的64×64編碼塊編碼時的率失真代價值，則保持j不變，然后執行步驟①_8；

①_8、將當前幀中下一個待處理的幀內4×4亮度塊作為當前塊，然后返回步驟①_5繼續執行，直至當前幀中的所有幀內4×4亮度塊處理完畢；

①_9、將待處理的HEVC視頻中下一幀待處理的幀作為當前幀，然后返回步驟①_3繼續執行，直至待處理的HEVC視頻中的所有幀處理完畢，得到含隱秘信息的HEVC視頻；

所述的隱秘信息提取部分的具體步驟如下：

②_1、確立11個預測模式分組，每個預測模式分組包含4個預測模式；

②_2、將待處理的含隱秘信息的HEVC視頻中當前待處理的幀定義為當前幀；

②_3、判斷當前幀是否為I幀，如果是，則執行步驟②_4；否則，執行步驟②_8；

②_4、將當前幀中當前待處理的編碼塊定義為當前編碼塊；

②_5、判斷當前編碼塊的尺寸大小是否為4×4，如果是，則執行步驟②_6；否則，執行步驟②_7；

②_6、提取當前編碼塊的最優預測模式；如果當前編碼塊的最優預測模式僅出現在1個預測模式分組中，則將該預測模式分組確定為當前編碼塊的最優預測模式所屬的預測模式分組，如果當前編碼塊的最優預測模式出現在多個預測模式分組中，則從這多個預測模式分組中任選1個預測模式分組，并確定為當前編碼塊的最優預測模式所屬的預測模式分組；然后根據當前編碼塊的最優預測模式及當前編碼塊的最優預測模式所屬的預測模式分組，進行當前編碼塊的隱秘信息提取操作，具體過程為：

如果當前編碼塊的最優預測模式為其所屬的預測模式分組中的第1個預測模式，則提取出兩位比特信息“00”，然后執行步驟②_7；

如果當前編碼塊的最優預測模式為其所屬的預測模式分組中的第2個預測模式，則提取出兩位比特信息“01”，然后執行步驟②_7；

如果當前編碼塊的最優預測模式為其所屬的預測模式分組中的第3個預測模式，則提取出兩位比特信息“10”，然后執行步驟②_7；

如果當前編碼塊的最優預測模式為其所屬的預測模式分組中的第4個預測模式，則提取出兩位比特信息“11”，然后執行步驟②_7；

②_7、將當前幀中下一個待處理的編碼塊作為當前編碼塊，然后返回步驟②_5繼續執行，直至當前幀中的所有編碼塊處理完畢；

②_8、將待處理的含隱秘信息的HEVC視頻中下一幀待處理的幀作為當前幀，然后返回步驟②_3繼續執行，直至待處理的含隱秘信息的HEVC視頻中的所有幀處理完畢，完成隱秘信息的提取。

2.根據權利要求1所述的一種大容量的HEVC視頻信息隱藏方法，其特征在于所述的步驟①_1和所述的步驟②_1中的11個預測模式分組的確定過程為：

A1、選取一個包含有不同內容、不同分辨率的HEVC視頻的視頻庫；

A2、獲取視頻庫中的每個HEVC視頻中的每幀I幀中的每個幀內4×4亮度塊采用35種預測模式分別編碼時的率失真代價值，得到每個幀內4×4亮度塊對應的35個率失真代價值；然后將每個幀內4×4亮度塊對應的值最小的率失真代價值相應的預測模式作為該幀內4×4亮度塊的最優預測模式，將每個幀內4×4亮度塊對應的值次小的率失真代價值相應的預測模式作為該幀內4×4亮度塊的次優預測模式；

A3、從視頻庫中的所有HEVC視頻中的所有I幀中的所有幀內4×4亮度塊中，找出最優預測模式為標識號為k的預測模式的所有幀內4×4亮度塊；然后從最優預測模式為標識號為k的預測模式的所有幀內4×4亮度塊的次優預測模式中，找出出現概率按從大到小排序后的前5個次優預測模式；接著將標識號為k的預測模式及對應的前5個次優預測模式構成一個集合；其中，0≤k≤34；

A4、確定第i個預測模式分組，具體過程為：A4_1、從得到的35個集合中任選4個集合；A4_2、對所選的4個集合進行交集運算，然后判斷得到的交集中包含的預測模式的個數是否大于3個，如果是，則執行步驟A4_3；否則，從得到的35個集合中重新任選4個集合，然后返回步驟A4_2繼續執行；A4_3、將所選的4個集合中的最優預測模式提取出，當提取出的4個最優預測模式的標識號均在2～34之間時按標識號的順序排列4個最優預測模式；當提取出的4個最優預測模式的標識號在0～34之間時將標識號在2～34之間的最優預測模式按標識號的順序排列在前，若僅剩下標識號為0的最優預測模式則將該最優預測模式排列在后，若剩有標識號為0和1的最優預測模式則先后將標識號為1的最優預測模式和標識號為0的最優預測模式排列在后；然后將排列后的4個最優預測模式作為第i個預測模式分組包含的4個預測模式；接著執行步驟A5；其中，i的初始值為1，1≤i≤11；

A5、判斷i是否小于11，如果是，則令i＝i+1，然后返回步驟A4繼續執行；否則，停止預測模式分組確定過程，共得到11個預測模式分組；其中，i＝i+1中的“＝”為賦值符號。