[发明专利]一种面向H.264/AVC视频码流的大容量数据隐藏方法

摘要

本发明公开了一种面向H.264/AVC视频码流的大容量数据隐藏方法，其包括隐秘信息嵌入和隐秘信息提取两部分，且隐秘信息嵌入和隐秘信息提取均直接在H.264/AVC码流域进行，不需要对H.264/AVC视频码流进行解码或部分解码，因此本发明方法能够很好地满足实时视频的应用需求；其根据Level码字的后缀长度进行分类，再分别采用码字配对、单码字映射、多码字映射来嵌入隐秘信息中的信息比特，因此本发明方法的数据隐藏容量要比现有的单码字映射的数据隐藏容量大很多；且利用本发明方法嵌入隐秘信息后不会改变原始的H.264/AVC视频码流的码流结构，从而有效地避免了由于隐藏操作而出现整个数字视频的编码比特率增加和文件长度改变等问题，有效地保证了隐秘数据隐藏的安全性。

主权项

一种面向H.264/AVC视频码流的大容量数据隐藏方法，包括隐秘信息嵌入和隐秘信息提取两部分，其特征在于：所述的隐秘信息嵌入部分的具体过程如下：①‑1、将H.264/AVC视频压缩编码标准中后缀长度为1且满足以下组合条件的每两个Level码字组成两个码字对，其中，组合条件为两个Level码字的码字长度相差1且两个Level码字的Level值的绝对值之差为1，在每两个Level码字组成的两个码字对中，第一个码字对中的前一个Level码字与第二个码字对中的后一个Level码字相同，第一个码字对中的后一个Level码字与第二个码字对中的前一个Level码字相同，每两个Level码字组成的两个码字对的码字总长度相等；然后将所有码字对分成第一码字空间和第二码字空间，其中，第一码字空间和第二码字空间中相对应的两个码字对中，其中一个码字对的码字总长度与另一个码字对的码字总长度相等，对于其中一个码字对中的第一个Level码字和另一个码字对中的第一个Level码字，两者的Level值的绝对值之差为1且两者的Level值的符号一致，同样对于其中一个码字对中的第二个Level码字和另一个码字对中的第二个Level码字，两者的Level值的绝对值之差为1且两者的Level值的符号一致，其中一个码字对分配到第一码字空间且另一个码字对分配到第二码字空间，或其中一个码字对分配到第二码字空间且另一个码字对分配到第一码字空间；并，将H.264/AVC视频压缩编码标准中后缀长度为2的所有Level码字分成第三码字空间和第四码字空间，其中，第三码字空间和第四码字空间中相对应的两个Level码字的码字长度相等、两个Level码字的Level值的绝对值之差为1、两个Level码字的Level值的符号一致；将H.264/AVC视频压缩编码标准中后缀长度为3的所有Level码字分成第五码字空间、第六码字空间、第七码字空间和第八码字空间，其中，第五码字空间、第六码字空间、第七码字空间和第八码字空间中相对应的四个Level码字的码字长度相等、四个Level码字中相邻两个Level码字的Level值的绝对值之差为1、四个Level码字的Level值的符号一致；①‑2、对待嵌入隐秘信息的H.264/AVC视频码流中的每个尺寸大小为4×4的子块进行解析，识别出待嵌入隐秘信息的H.264/AVC视频码流中的每个尺寸大小为4×4的子块中的所有残差系数的Level码字；①‑3、按序处理H.264/AVC视频码流中的每个尺寸大小为4×4的子块，将H.264/AVC视频码流中当前待处理的尺寸大小为4×4的子块定义为当前子块；并将待嵌入的隐秘信息中当前待嵌入的第n个信息比特定义为当前信息比特，其中，n的初始值为1，1≤n≤N，N表示待嵌入的隐秘信息中包含的信息比特的总个数；①‑4、按序处理当前子块中的每个Level码字，将当前子块中当前待处理的第m个Level码字定义为当前Level码字，其中，m的初始值为1，1≤m≤M，M表示当前子块中包含的Level码字的总个数；①‑5、若当前Level码字的后缀长度为1，且当前Level码字和当前Level码字的后一个Level码字的幅度值的绝对值均小于或等于3，则首先将当前Level码字和当前Level码字的后一个Level码字按序组成当前码字对，然后判断当前码字对是否属于第一码字空间或属于第二码字空间，如果属于第一码字空间或属于第二码字空间，则采用码字映射方法将当前信息比特嵌入到当前码字对中，接着令m＝m+2，令n＝n+1，再执行步骤①‑6；如果不属于第一码字空间且不属于第二码字空间，则当前码字对中不嵌入信息比特，接着令m＝m+2，再执行步骤①‑6；其中，m＝m+2和n＝n+1中的“＝”为赋值符号；若当前Level码字的后缀长度为1，且当前Level码字的幅度值的绝对值大于3或当前Level码字的后一个Level码字的幅度值的绝对值大于3，则对当前Level码字不作处理，接着令m＝m+1，再执行步骤①‑6，其中，m＝m+1中的“＝”为赋值符号；若当前Level码字的后缀长度为2，则判断当前Level码字是否属于第三码字空间或属于第四码字空间，如果属于第三码字空间或属于第四码字空间，则采用码字映射方法将当前信息比特嵌入到当前Level码字中，接着令m＝m+1，令n＝n+1，再执行步骤①‑6；如果不属于第三码字空间且不属于第四码字空间，则当前Level码字中不嵌入信息比特，接着令m＝m+1，再执行步骤①‑6；其中，m＝m+1和n＝n+1中的“＝”为赋值符号；若当前Level码字的后缀长度为3，则判断当前Level码字是否属于第五码字空间或第六码字空间或第七码字空间或第八码字空间，如果属于第五码字空间或第六码字空间或第七码字空间或第八码字空间，则采用码字映射方法将当前信息比特和当前信息比特的后一个信息比特嵌入到当前Level码字中，接着令m＝m+1，令n＝n+2，再执行步骤①‑6；如果不属于第五码字空间且不属于第六码字空间且不属于第七码字空间且不属于第八码字空间，则当前Level码字中不嵌入信息比特，接着令m＝m+1，再执行步骤①‑6，其中，m＝m+1和n＝n+2中的“＝”为赋值符号；①‑6、将当前子块中的第m个Level码字作为当前Level码字，将待嵌入的隐秘信息中的第n个信息比特作为当前信息比特，然后返回步骤①‑5继续执行，直至隐秘信息中的所有信息比特嵌入完毕或当前子块中的所有Level码字处理完毕，完成当前子块的数据隐藏；①‑7、将H.264/AVC视频码流中下一个待处理的尺寸大小为4×4的子块作为当前子块，然后返回步骤①‑4继续执行，直至隐秘信息中的所有信息比特嵌入完毕或H.264/AVC视频码流中的所有尺寸大小为4×4的子块处理完毕，完成H.264/AVC视频码流的数据隐藏，得到含隐秘信息的H.264/AVC视频码流。