[发明专利]一种HEVC视频信息隐藏的嵌入方法及提取方法

说明书

本发明公开了一种HEVC视频信息隐藏的嵌入方法及提取方法。该嵌入方法包括：获取将作为载体的视频，并接收用户要嵌入的秘密信息；采用单字母替换密码算法对所述秘密信息进行加密，获得加密秘密信息；对所述视频进行解码，选择I帧帧内残差绝对值大于阈值T的4×4亮度DST系数块作为备选嵌入块；若所述备选嵌入块的邻块的帧内预测模式满足防止帧内失真漂移的预设条件，则对符合所述预设条件的备选嵌入块采用矩阵编码嵌入方法嵌入所述加密秘密信息。该嵌入方法及提取方法可以有效保证隐秘信息的安全性，同时有较好的嵌入容量和视觉隐蔽性，视觉效果良好。

技术领域

本发明属于信息技术领域，更具体地，涉及一种HEVC视频信息隐藏的嵌入方法及提取方法。

背景技术

现有的HEVC视频信息隐藏算法可以分为原始域嵌入，压缩域嵌入和码流域嵌入。原始域嵌入的信息隐藏方法将隐秘信息直接嵌入到原始码流中，形成含隐秘信息的嵌入视频，然后进行HEVC视频压缩编码。该方法需经过视频压缩过程，会造成部分秘密信息丢失，不利于信息提取。压缩域嵌入的内置式信息隐藏方法是嵌入过程与视频编码器结合成统一的整体，发送者在HEVC视频编码过程中嵌入隐秘信息，如果信息嵌入位置在量化过程之前，则在视频部分压缩(特别是量化)过程，秘密信息会受到部分损失；如果嵌入位置在量化过程之后，秘密信息一般不会受到损失。在码流域嵌入的信息隐藏方法是直接将秘密消息嵌入到压缩码流中，此种方法一般会带来较明显的视觉失真，所以通常需要对嵌入错误进行漂移补偿。在嵌入之后，在嵌入视频上增加补偿信号，这也会造成提取时秘密信息的部分损失。因此，嵌入位置在量化过程之后，或者嵌入信息不经过量化过程处理的内置式信息隐藏方法成为隐秘通信最合适的选择。

总体来说，现有的适用于隐秘通信的提取型内置式HEVC信息隐藏算法的信息嵌入位置包括：帧内预测模式、运动矢量、量化后的DST系数等。由于内置式视频信息隐藏方法均需要与视频编码过程相结合，考虑到一般嵌入对象都是压缩后的视频，故需要完全解码然后嵌入。对嵌入位置为帧内预测模式的算法来说，需要对视频完全解码，然后重新进行帧内预测以及后续编码过程。对嵌入位置为运动矢量的算法来说，也需要对视频完全解码，然后重新进行帧间预测、运动估计与补偿以及后续的编码过程；而在量化后的DST系数中嵌入，只需经历部分熵解码与部分熵编码过程，而熵解码和熵编码过程都是非常简单和快速的。另外，在帧内预测模式中嵌入鲁棒性较差，特别是难以对抗重编码和重量化攻击。在运动矢量中嵌入会引起帧间失真漂移，也限制了嵌入容量。

故现有技术中的提取型内置式HEVC信息隐藏方法多在量化后的DST系数中嵌入，然而通常在量化后的DST系数中嵌入会降低视频视觉质量，从而也限制了信息隐藏的容量，相应地，这也限制了安全性和鲁棒性加固技术的可操作空间。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种HEVC视频信息隐藏的嵌入方法及提取方法，可以有效保证隐秘信息的安全性，同时有较好的嵌入容量和视觉隐蔽性，视觉效果良好。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种HEVC视频信息隐藏的嵌入方法，包括：

获取将作为载体的视频，并接收用户要嵌入的秘密信息；

采用单字母替换密码算法对所述秘密信息进行加密，获得加密秘密信息；

对所述视频进行解码，选择I帧帧内残差绝对值大于阈值T的4×4亮度DST系数块作为备选嵌入块；

若所述备选嵌入块的邻块的帧内预测模式满足防止帧内失真漂移的预设条件，则对符合所述预设条件的备选嵌入块采用矩阵编码嵌入方法嵌入所述加密秘密信息。

优选地，所述预设条件包括条件一和条件二，所述符合所述预设条件是同时符合条件一和条件二；