[发明专利]一种加密域HEVC视频数据隐藏方法

摘要

本发明公开了一种加密域HEVC视频数据隐藏方法，其包括HEVC视频加密、加密域的HEVC视频数据隐藏及隐秘数据提取三部分；其选择CABAC中旁路编码模式的语法元素进行等长二进制串替换操作实现HEVC视频加密，采用运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串映射方法进行数据隐藏，加密和数据隐藏都对HEVC视频码流的码率没有任何改变，解决了HEVC视频加密和数据隐藏中的数据扩张问题；其HEVC视频加密和数据隐藏都是在CABAC熵编码下完成，与CABAC熵编码完全兼容，可用标准HEVC视频解码器对加密和数据隐藏后的视频码流进行解码；其既可以在加密域有效地提取出隐秘数据，也可以在解密域有效地提取出隐秘数据，也即数据提取与解密是完全分离，实用性更强。

主权项

1.一种加密域HEVC视频数据隐藏方法，其特征在于包括HEVC视频加密、加密域的HEVC视频数据隐藏及隐秘数据提取三部分；其中，所述的HEVC视频加密的处理过程为：针对原始的HEVC视频，对于预测模式为帧间预测模式且运动矢量差分不为0的所有宏块，利用第一密钥生成的二值伪随机序列对每个宏块的运动矢量差分符号的CABAC二进制串进行比特异或加密，完成每个宏块的运动矢量差分的加密；对于预测模式为帧间预测模式且运动矢量差分为0的所有宏块，对每个宏块的运动矢量差分不加密；对于量化残差系数不为0的所有宏块，利用第二密钥生成的二值伪随机序列对每个宏块的量化残差系数符号的CABAC二进制串进行比特异或加密，完成每个宏块的量化残差系数的加密；对于量化残差系数为0的所有宏块，对每个宏块的量化残差系数不加密；通过上述加密得到加密域的HEVC视频；所述的加密域的HEVC视频数据隐藏的具体过程为：②_1、将HEVC视频压缩编码标准中所有绝对值大于1的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串分成第一空间C0和第二空间C1，其中，第一空间C0中的CABAC二进制串与第二空间C1中的CABAC二进制串一一对应，且第一空间C0中的CABAC二进制串与第二空间C1中对应的CABAC二进制串的长度相同，第一空间C0中的CABAC二进制串与第二空间C1中对应的CABAC二进制串各自所对应的运动矢量差分的绝对值相差1；②_2、将加密域的HEVC视频中当前识别出的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串定义为当前二进制串，将待嵌入的隐秘信息中当前待嵌入的信息比特定义为当前信息比特；②_3、判断当前二进制串是否属于第一空间C0或属于第二空间C1，如果是，则采用映射方法将当前信息比特嵌入到当前二进制串中，然后执行步骤②_4；否则，对当前二进制串不进行处理，然后执行步骤②_4；②_4、将加密域的HEVC视频中下一个识别出的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串作为当前二进制串，将待嵌入的隐秘信息中下一个待嵌入的信息比特作为当前信息比特，然后返回步骤②_3继续执行，直至隐秘信息嵌入完毕，完成加密域的HEVC视频数据隐藏，得到含隐秘信息的加密域的HEVC视频码流；所述的隐秘数据提取在加密域完成或在解密域完成，在加密域完成隐秘数据提取的具体过程为：③_1a、采用与步骤②_1相同的方式，将HEVC视频压缩编码标准中所有绝对值大于1的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串分成第一空间C0和第二空间C1；③_1b、在加密域，对含隐秘信息的加密域的HEVC视频码流进行二进制算术解码，识别含隐秘信息的加密的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串；③_1c、将当前识别出的含隐秘信息的加密的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串定义为当前二进制串；③_1d、如果当前二进制串属于第一空间C0，则提取出信息比特0，然后继续执行步骤③_1e；如果当前二进制串属于第二空间C1，则提取出信息比特1，然后继续执行步骤③_1e；如果当前二进制串不属于第一空间C0也不属于第二空间C1，则直接执行步骤③_1e；③_1e、在加密域，将下一个识别出的含隐秘信息的加密的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串作为当前二进制串，然后返回步骤③_1d继续执行，直至含隐秘信息的加密域的HEVC视频码流中的所有运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串处理完毕，提取得到隐秘信息；在解密域完成隐秘数据提取的具体过程为：③_2a、采用与步骤②_1相同的方式，将HEVC视频压缩编码标准中所有绝对值大于1的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串分成第一空间C0和第二空间C1；③_2b、对含隐秘信息的加密域的HEVC视频码流进行二进制算术解码，识别加密的运动矢量差分符号的CABAC二进制串和加密的量化残差系数符号的CABAC二进制串；然后对加密的运动矢量差分符号的CABAC二进制串和加密的量化残差系数符号的CABAC二进制串进行解密；再进行二进制算术编码，得到解密后的含隐秘信息的HEVC视频码流；③_2c、在解密域，对解密后的含隐秘信息的HEVC视频码流进行二进制算术解码，识别解密后的含隐秘信息的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串；③_2d、将当前识别出的解密后的含隐秘信息的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串定义为当前二进制串；③_2e、如果当前二进制串属于第一空间C0，则提取出信息比特0，然后继续执行步骤③_2f；如果当前二进制串属于第二空间C1，则提取出信息比特1，然后继续执行步骤③_2f；如果当前二进制串不属于第一空间C0也不属于第二空间C1，则直接执行步骤③_2f；③_2f、在解密域，将下一个识别出的解密后的含隐秘信息的运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串作为当前二进制串，然后返回步骤③_2e继续执行，直至解密后的含隐秘信息的HEVC视频码流中的所有运动矢量差分的绝对值的CABAC二进制串处理完毕，提取得到隐秘信息。