[发明专利]一种基于帧内预测模式的H.265半可逆视频隐写信息方法

说明书

本发明公开了一种基于帧内预测模式的H.265半可逆视频隐写方法，包含嵌入和提取；在嵌入部分：获取原始网络视频源文件和秘密信息；对秘密信息进行预处理；根据视频编码时的最佳预测模式以无失真漂移为目的选取嵌入位置并进行嵌入调制，嵌入的信息以预处理后的秘密信息为准，直至嵌入到秘密信息尾部为止；在提取部分：获取经过网络传输的载体视频，对载体视频进行解码并根据预测模式是否符合提取条件来确定提取位置，解调出嵌入的秘密信息直到遇见信息尾部；对提取的信息恢复得到原始秘密信息；本发明提供的H.265半可逆视频隐写方法克服了嵌入引起的载体视频出现失真漂移，具有良好的PSNR；提取秘密信息时考虑了视频载体的恢复，具有半可逆特点。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，更具体地，涉及一种基于帧内预测模式的H.265半可逆视频隐写信息方法。

背景技术

为了实现在网络视频传递过程中的隐秘通信，国内外研究学者提出了很多利用现有网络中的网络数据流进行隐秘通信的隐写算法。这些隐写算法依据有无失真漂移以及鲁棒性能可分为三类，第一类是不考虑无失真漂移的视频隐写算法，其关注于具体的载体视频嵌入位置，以及选取的嵌入位置所带来的嵌入容量的影响。第二类是考虑了嵌入所带来的失真漂移提出的无失真漂移的视频隐写算法，但隐蔽的载体通常是图像、文本、音频视频等，常用于数字水印领域，用于进行数字作品的产权保护，其关注于强调嵌入的载体视觉效果性能。第三类考虑了视频隐写的鲁棒性能，专注于含有隐秘信息的载体作品被修改、删除及隐秘信息的可检测性等方面，可以良好的抵御剪切、旋转、压缩等处理。

上述的第二、第三类方案分别考虑了视频隐写无失真漂移算法和鲁棒性，但其是以H.264/AVC视频编解码标准作为出发点，未充分考虑主流视频编解码技术的更新换代，在视频编码压缩率上性能较差，特别是在现今视频的分辨率需求越来越高，以1080p为代表的高清视频已逐渐成为网络视频的主流趋势。而以H.264视频作为承载的第二、第三类方案无法充分满足低压缩率和高分辨率的需求矛盾。与第一类方案相关的现有的以H.265编解码标准为出发点的视频隐写方法，但由于其基本关注点在于改动视频的预测单元划分模式或基于像素的预测编码等句法元素，对于载体视频的改动性较大，其视频质量(主观评价或PSNR)较低，无法有效地达到视频隐写隐秘性的目的，同时其操作实施破坏了载体视频的完整性，载体视频无法还原，抗隐写分析能力弱。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于帧内预测模式的H.265半可逆视频隐写信息方法，其目的在于解决视频隐写中视频载体不可还原的问题，在实现隐秘通信的前提下提高视频载体视觉质量。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于帧内预测模式的H.265半可逆视频隐写方法，其嵌入方法具体包括如下步骤：

(1)获取作为载体视频的视频源，并对拟嵌入的秘密信息进行预处理，包括二进制化、加密和加入信息终止位的处理；

(2)对载体视频进行压缩处理，包括对当前预测单元预测、变换和量化处理，获取当前预测单元周边邻块的预测模式信息；

(3)判断载体视频的第q帧内当前待编码的4×4预测单元块是否符合嵌入条件；

若是，则进入步骤(5)；若否，则判断载体视频的第q帧内下一个待编码的4×4预测单元块是否满足嵌入条件，直到遍历完第q帧，进入步骤(4)；其中，q≥0；

(4)判断第q帧是否为载体视频的最后一帧，若是，则进入步骤(6)；若否，则令q＝q+1，进入步骤(3)；

(5)根据如下的调制方法在当前待编码的4×4预测单元块中嵌入秘密信息：

若4×4预测单元块的系数Y_i,j的绝对值等于N+1或者不等于N，则按下式更新系数：