[发明专利]低分辨率视频的三进制高信息量嵌入法

说明书

现有技术有许多基于DCT域H.264视频信息隐匿算法,但HEVC帧内编码过程中采用了DCT和DST技术，并且所有的4*4亮度预测块都采用DST技术，这使得以前基于H.264视频DCT域的视频信息隐匿算法不再适用于HEVC视频。本发明提出一种适用于低分辨率视频的三进制信息嵌入法，代替现有技术的奇偶二进制信息嵌入法，在嵌入位数相同并以32bit为单位的情况下，信息量是二进制的1.613倍。实验结果表明：与二进制嵌入法相比，对于QCIF视频序列而言，三进制法的平均信息嵌入量增加34.2％，而PSNR值基本没有下降，将本发明三进制高信息量嵌入法运用在低分辨率视频中，具有很高的商用价值和广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及一种视频三进制高信息量嵌入法，特别涉及一种低分辨率视频的三进制高信息量嵌入法，属于视频高信息量嵌入技术领域。

背景技术

随着移动互联网的飞速发展，隐私保护和信息安全越来越受到人们的重视。近年来，信息隐匿技术发展迅速，利用大众化的数字载体文件传递私密信息，能够保证私密信息不被发觉，新一代高效视频编码标准(HEVC)包含最新的编码技术，具有出色的压缩性能和特有的并行处理设计，在各类视频业务中获得广泛应用。

高效率的视频编码HEVC采用DCT和离散正弦变换DST，是目前较为先进的视频编解码器之一，HEVC是国际电信组织和移动视频专家组指定的新一代视频压缩编码标准，卓越的压缩效率，在多媒体领域(尤其是高超清视频)中广泛应用，但由于HEVC视频编码标准的发布时间还不算太长，所以关于它的视频信息隐匿和高信息量嵌入方法还很少。

HEVC编解码的编码框架包括：一是帧内预测，主要用于去掉图像的空间相关性，通过编码后的重构块信息预测当前像素块去掉空间冗余信息，提高图像的压缩效率；二是帧间预测，主要用于去掉图像的时间相关性，帧间预测通过将已编码的图像作为当前帧的参照图像，获取各个块的运动信息，去掉时间冗余，提高压缩效率，HEVC中帧间预测采用单向和双向参照图像进行预测；三是变换量化，通过对残差数据进行变换量化去掉频域相关性，对数据有损压缩，变换编码将图像从时域信号变换至频域，将能量集中至低频区域，量化模块减小图像编码的动态范围，变换编码和量化模块属于二个相互独立的过程，但在HEVC中，二个过程相互结合，减少计算复杂度；四是去方块滤波，在基于块的视频编码中，形成重构图像会出现方块效应，采用去方块滤波可消弱甚至消除方块效应，提高图像的主观质量和压缩效率；五是样点自适应补偿，样点自适应补偿滤波处于去方块滤波后，通过解析去方块滤波后的像素统计特性，为像素添加相应的偏移值，消弱振铃效应，提高图像的主观质量和压缩效率；六是熵编码，将量化变换系数、编码控制数据、帧内预测数据及运动数据等编码为二进制流进行存储或传输。

相比以往的视频编码标准，HEVC的编码性能有了很大的提升，这源于新编码工具的使用以及自身具有特色的核心技术。HEVC中的新编码技术很多，例如自适应运动矢量预测AMVP、可变尺寸离散预先变换、合并技术Merge、模式依赖离散正弦变换、性能更好的CABAC和新的样点自适应补偿滤波器。

图像变换编码是将空间域的像素经过DST变换后，转换为系数矩阵形式，大多数图像都含有较多平坦区域和内容变换缓慢的区域，适当的变换可使图像能量在空间域的分散分布转为在变换域相对集中分布，取出空间冗余，结合量化、“z”扫描和熵编码等其它编码技术，可获得图像信息的有效压缩，HEVC沿用了H.264/AVC所采用的整数DCT，并进行了不同尺寸变换形式的推广，此外，为适应不同预测方式下残差的分布情况，HEVC引入了离散正弦变换DST，类似于整数DCT，HEVC也采用了整数DST。

HEVC沿用了H.264/AVC采用的整数DCT技术，但其变换矩阵与H.264/AVC相比不同，另外，HEVC使用4种不同的尺寸的整数DCT，分别是4*4、8*8、16*16、32*32，HEVC中还使用了3种更大尺寸的整数DCT：8*8、16*16、32*32，这3种整数DCT推导方法与4*4基本相同，唯一区别在于矩阵元素整数化时放大的倍数不同。