[发明专利]基于帧内预测编码的视频隐写方法

权利要求书

1.基于帧内预测编码的视频隐写方法，其特征在于，包括以下步骤：

发送方和接收方在隐写传输前，共同协商映射规则，映射规则将所有4x4块可能使用的预测模式分为3组；

发送方嵌入消息：选定载体视频X，将其解码为原始视频帧序列，获得其中的关键帧I₁，I₂，...；

从第一个关键帧I₁开始嵌入，设I₁嵌入的秘密消息为m_1，1和m_1，2；对I₁使用帧内预测编码得到所有将用帧内4x4块预测编码的像素块，以及这些像素块使用帧内预测编码得到的最优预测模式；进一步根据映射规则得到最优组集

利用最优组集计算出每个4x4块的加1嵌入扰动和减1嵌入扰动，和计算时所使用的预测模式；

将最优组集作为载体向量，秘密消息序列m_1，1和对应的4x4块嵌入扰动集送入自适应编码的第一层嵌入器，得到含秘组集

将含秘组集作为载体向量，秘密消息序列m_1，2和对应的4x4块嵌入扰动集送入自适应编码的第二层嵌入器，得到含秘组集

根据含秘组集选用每个4x4块的最终预测模式，生成视频编码；

对下一个关键帧嵌入消息，直到完成所有秘密消息的嵌入，或是使用完所有的关键帧；利用标准编码器完成视频编码的其余部分，最终生成含密编码视频X′；

接收方提取消息：利用解码器从含密编码视频X′中获取帧内预测编码后的关键帧I′₁，I′₂，...；

从第一个关键帧I′₁开始消息提取，利用解码器得到I₁中每个4x4块的预测模式；进一步根据映射规则得到含密组集

将含密组集作为含密向量，送入自适应编码的第一层提取器，得到秘密消息序列m_1，1，送入自适应编码的第二层提取器，得到秘密消息序列m_1，2；

对下一个关键帧进行消息提取，直到完成所有秘密消息的提取，或是使用完所有的关键帧；

计算时所使用的预测模式为：

subject tomd_j∈gp_k，k＝[g(i)+1]mod 3

subject tomd_j∈gp_k，k＝[g(i)-1]mod 3

其中SAD(md_i)表示用预测模式md_i时产生的绝对误差和；

所述预测模式为md_π(i)为第i个I4B块使用标准H.264的帧内预测编码得到的最优预测模式，π(i)∈{0，1，...，8}；所述最优组集第一层嵌入器得到的含秘组集第二层嵌入器得到的含秘组集根据含秘组集选用每个I4B块的最终预测模式，生成H.264编码；选用规则为：

第一层嵌入器中，每个4x4块的嵌入扰动为：

其中为每个4x4块的加1嵌入扰动和减1嵌入扰动；

第二层嵌入器中，每个4x4块的嵌入扰动为：

其中为每个4x4块的加1嵌入扰动和减1嵌入扰动；

所述3组预测模式为：

gp₀＝{md₀，md₁，md₄}

gp₁＝{md₃，md₅，md₈}

gp₂＝{md₂，md₆，md₇}

其中，md₀为垂直预测，md₁为水平预测，md₂为平均值预测，md₃为左下方向对角线预测，md₄为右下方向对角线预测，md₅为垂直偏右预测，md₆为水平偏下预测，md₇为垂直偏左预测，md₈为水平偏上预测；

如果在帧内预测期间，原本最优预测模式为md_i，却使用模式md_j，则该模式替换所产生的SAD预测偏差(SPD)为：

SPD_i，j＝|SAD(md_i)-SAD(md_j)|

SAD(md_i)是使用模式md_i产生的预测SAD；选择若干视频序列作为实验序列，观察当最优预测模式替换成其他8种模式时所产生的SPD；将SPD值较大的模式分在同一组以降低整体嵌入扰动值。