[发明专利]一种大容量的HEVC视频信息隐藏方法

权利要求书

1.一种大容量的HEVC视频信息隐藏方法，其特征在于包括隐秘信息隐藏和隐秘信息提取两部分，所述的隐秘信息隐藏部分的具体步骤如下：

①_1、确立11个预测模式分组，每个预测模式分组包含4个预测模式；

①_2、将待处理的HEVC视频中当前待处理的帧定义为当前帧；

①_3、判断当前帧是否为I帧，如果是，则执行步骤①_4；否则，执行步骤①_10；

①_4、将当前帧中当前待处理的帧内4×4亮度块定义为当前块；

①_5、提取当前块的最优预测模式；并从待嵌入的隐秘信息中提取出第j位比特信息和第j+1位比特信息，其中，j的初始值为1，1≤j≤J，J表示待嵌入的隐秘信息的长度；

①_6、如果当前块的最优预测模式仅出现在1个预测模式分组中，则将该预测模式分组确定为当前块的最优预测模式所属的预测模式分组，如果当前块的最优预测模式出现在多个预测模式分组中，则从这多个预测模式分组中任选1个预测模式分组，并确定为当前块的最优预测模式所属的预测模式分组；然后根据提取的第j+1位比特信息和第j位比特信息及当前块的最优预测模式所属的预测模式分组，进行当前块的隐秘信息嵌入操作，具体过程为：

当提取的第j+1位比特信息和第j位比特信息为“00”时，判断当前块的最优预测模式是否为其所属的预测模式分组中的第1个预测模式，如果是，则不修改当前块的最优预测模式实现当前块的隐秘信息嵌入操作，并对当前块不进行重新编码，然后执行步骤①_7；否则，将当前块的最优预测模式修改为其所属的预测模式分组中的第1个预测模式实现当前块的隐秘信息嵌入操作，并采用修改后的预测模式对当前块进行重新编码，然后执行步骤①_7；

当提取的第j+1位比特信息和第j位比特信息为“01”时，判断当前块的最优预测模式是否为其所属的预测模式分组中的第2个预测模式，如果是，则不修改当前块的最优预测模式实现当前块的隐秘信息嵌入操作，并对当前块不进行重新编码，然后执行步骤①_7；否则，将当前块的最优预测模式修改为其所属的预测模式分组中的第2个预测模式实现当前块的隐秘信息嵌入操作，并采用修改后的预测模式对当前块进行重新编码，然后执行步骤①_7；

当提取的第j+1位比特信息和第j位比特信息为“10”时，判断当前块的最优预测模式是否为其所属的预测模式分组中的第3个预测模式，如果是，则不修改当前块的最优预测模式实现当前块的隐秘信息嵌入操作，并对当前块不进行重新编码，然后执行步骤①_7；否则，将当前块的最优预测模式修改为其所属的预测模式分组中的第3个预测模式实现当前块的隐秘信息嵌入操作，并采用修改后的预测模式对当前块进行重新编码，然后执行步骤①_7；

当提取的第j+1位比特信息和第j位比特信息为“11”时，判断当前块的最优预测模式是否为其所属的预测模式分组中的第4个预测模式，如果是，则不修改当前块的最优预测模式实现当前块的隐秘信息嵌入操作，并对当前块不进行重新编码，然后执行步骤①_7；否则，将当前块的最优预测模式修改为其所属的预测模式分组中的第4个预测模式实现当前块的隐秘信息嵌入操作，并采用修改后的预测模式对当前块进行重新编码，然后执行步骤①_7；

①_7、如果当前块编码时的率失真代价值小于当前块所在的8×8编码块编码时的率失真代价值且小于当前块所在的16×16编码块编码时的率失真代价值且小于当前块所在的32×32编码块编码时的率失真代价值且小于当前块所在的64×64编码块编码时的率失真代价值，则令j＝j+2，然后执行步骤①_8，其中，j＝j+2中的“＝”为赋值符号；

如果当前块编码时的率失真代价值大于当前块所在的8×8编码块编码时的率失真代价值或大于当前块所在的16×16编码块编码时的率失真代价值或大于当前块所在的32×32编码块编码时的率失真代价值或大于当前块所在的64×64编码块编码时的率失真代价值，则保持j不变，然后执行步骤①_8；

①_8、将当前帧中下一个待处理的帧内4×4亮度块作为当前块，然后返回步骤①_5继续执行，直至当前帧中的所有帧内4×4亮度块处理完毕；

①_9、将待处理的HEVC视频中下一帧待处理的帧作为当前帧，然后返回步骤①_3继续执行，直至待处理的HEVC视频中的所有帧处理完毕，得到含隐秘信息的HEVC视频；

所述的隐秘信息提取部分的具体步骤如下：

②_1、确立11个预测模式分组，每个预测模式分组包含4个预测模式；

②_2、将待处理的含隐秘信息的HEVC视频中当前待处理的帧定义为当前帧；

②_3、判断当前帧是否为I帧，如果是，则执行步骤②_4；否则，执行步骤②_8；

②_4、将当前帧中当前待处理的编码块定义为当前编码块；

②_5、判断当前编码块的尺寸大小是否为4×4，如果是，则执行步骤②_6；否则，执行步骤②_7；

②_6、提取当前编码块的最优预测模式；如果当前编码块的最优预测模式仅出现在1个预测模式分组中，则将该预测模式分组确定为当前编码块的最优预测模式所属的预测模式分组，如果当前编码块的最优预测模式出现在多个预测模式分组中，则从这多个预测模式分组中任选1个预测模式分组，并确定为当前编码块的最优预测模式所属的预测模式分组；然后根据当前编码块的最优预测模式及当前编码块的最优预测模式所属的预测模式分组，进行当前编码块的隐秘信息提取操作，具体过程为：

如果当前编码块的最优预测模式为其所属的预测模式分组中的第1个预测模式，则提取出两位比特信息“00”，然后执行步骤②_7；

如果当前编码块的最优预测模式为其所属的预测模式分组中的第2个预测模式，则提取出两位比特信息“01”，然后执行步骤②_7；

如果当前编码块的最优预测模式为其所属的预测模式分组中的第3个预测模式，则提取出两位比特信息“10”，然后执行步骤②_7；

如果当前编码块的最优预测模式为其所属的预测模式分组中的第4个预测模式，则提取出两位比特信息“11”，然后执行步骤②_7；

②_7、将当前帧中下一个待处理的编码块作为当前编码块，然后返回步骤②_5继续执行，直至当前帧中的所有编码块处理完毕；

②_8、将待处理的含隐秘信息的HEVC视频中下一帧待处理的帧作为当前帧，然后返回步骤②_3继续执行，直至待处理的含隐秘信息的HEVC视频中的所有帧处理完毕，完成隐秘信息的提取。

2.根据权利要求1所述的一种大容量的HEVC视频信息隐藏方法，其特征在于所述的步骤①_1和所述的步骤②_1中的11个预测模式分组的确定过程为：

A1、选取一个包含有不同内容、不同分辨率的HEVC视频的视频库；

A2、获取视频库中的每个HEVC视频中的每帧I帧中的每个帧内4×4亮度块采用35种预测模式分别编码时的率失真代价值，得到每个帧内4×4亮度块对应的35个率失真代价值；然后将每个帧内4×4亮度块对应的值最小的率失真代价值相应的预测模式作为该帧内4×4亮度块的最优预测模式，将每个帧内4×4亮度块对应的值次小的率失真代价值相应的预测模式作为该帧内4×4亮度块的次优预测模式；

A3、从视频库中的所有HEVC视频中的所有I帧中的所有帧内4×4亮度块中，找出最优预测模式为标识号为k的预测模式的所有帧内4×4亮度块；然后从最优预测模式为标识号为k的预测模式的所有帧内4×4亮度块的次优预测模式中，找出出现概率按从大到小排序后的前5个次优预测模式；接着将标识号为k的预测模式及对应的前5个次优预测模式构成一个集合；其中，0≤k≤34；

A4、确定第i个预测模式分组，具体过程为：A4_1、从得到的35个集合中任选4个集合；A4_2、对所选的4个集合进行交集运算，然后判断得到的交集中包含的预测模式的个数是否大于3个，如果是，则执行步骤A4_3；否则，从得到的35个集合中重新任选4个集合，然后返回步骤A4_2继续执行；A4_3、将所选的4个集合中的最优预测模式提取出，当提取出的4个最优预测模式的标识号均在2～34之间时按标识号的顺序排列4个最优预测模式；当提取出的4个最优预测模式的标识号在0～34之间时将标识号在2～34之间的最优预测模式按标识号的顺序排列在前，若仅剩下标识号为0的最优预测模式则将该最优预测模式排列在后，若剩有标识号为0和1的最优预测模式则先后将标识号为1的最优预测模式和标识号为0的最优预测模式排列在后；然后将排列后的4个最优预测模式作为第i个预测模式分组包含的4个预测模式；接着执行步骤A5；其中，i的初始值为1，1≤i≤11；

A5、判断i是否小于11，如果是，则令i＝i+1，然后返回步骤A4继续执行；否则，停止预测模式分组确定过程，共得到11个预测模式分组；其中，i＝i+1中的“＝”为赋值符号。