[发明专利]一种基于多元组的无失真漂移的HEVC视频可逆隐写方法

说明书

本发明公开了一种基于多元组的无失真漂移的HEVC视频可逆隐写方法，包括嵌入和提取；在嵌入端：对原始视频进行熵解码处理得到量化DST系数；以残差绝对值大于阈值T的4×4亮度块内作为备选嵌入块；向备选嵌入块内的多元组中的嵌入系数进行信息嵌入，并调整补偿系数对嵌入引起的块内嵌入误差进行补偿，以消除误差在块间的传递，达到消除帧内失真漂移的目的；所有的量化DST系数重新熵编码得到目标嵌入视频；在提取端，对接收到的目标嵌入视频进行熵解码，得到视频帧的帧内预测模式与量化DST系数；以残差绝对值大于阈值T的4×4亮度块作为备选可提取块；根据可提取块指定位置系数来提取信息，利用多元组的逆操作来恢复视频；对提取到的信息解密后得到原始秘密信息；克服了HEVC帧内信息嵌入引起失真漂移的缺陷并实现可逆隐写。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，更具体地，涉及一种基于多元组的无失真漂移的HEVC视频可逆隐写方法。

背景技术

可逆隐写技术能够将特定信息嵌入到载体，并允许合法用户在提取该信息后无失真地恢复出原始载体，在军事、医学、司法等对图像内容敏感的领域受到了广泛关注。内置式隐写是视频隐写方法中最适合的方法，但由于嵌入操作带来的像素值的变化会通过帧内预测影响到相邻块产生误差，并且该误差通过帧内预测传递下去并逐步累积导致严重的视觉失真造成帧内失真漂移，破坏隐写的不可感知性。由于帧内失真漂移的存在，现有的H.264视频可逆隐写算法为了保证秘密信息在视觉上的不可感知性，一般都选择了较小的嵌入量，而甚少考虑控制帧内失真漂移问题。现有技术提出利用耦合系数来控制帧内失真漂移，或利用邻块帧内预测模式来筛选不会产生失真漂移的特殊块进行可逆嵌入，上述两种现有技术都是针对4×4亮度块进行嵌入。

耦合系数通过一个系数嵌入另一个系数补偿的方式，可使得嵌入块内特定的参考像素不产生失真，如果进一步研究匹配的预测模式来进行嵌入，则可以避免失真漂移。但是耦合系数依然会使块内其它像素产生失真，该失真与补偿系数的变动大小相关。数据表明，耦合系数方案在H.265(HEVC)环境下的嵌入失真明显高于在H.264环境下的嵌入失真。利用特殊块进行可逆嵌入的方案对嵌入块的邻块帧内预测模式要求严格，会极大限制嵌入容量。与H.264标准不同，HEVC对4×4亮度块使用的是DST变换而非DCT变换，且帧内预测模式增加到35种，这使得以往基于DCT变换的耦合系数等方案不再适用，针对HEVC视频控制帧内失真漂移的可逆隐写方法有待进一步研究。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于多元组的无失真漂移的HEVC视频可逆隐写方法，其目的在于克服HEVC帧内信息嵌入引起失真漂移的缺陷并实现可逆隐写。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于多元组的无失真漂移的HEVC视频可逆隐写方法，包括嵌入和提取；其嵌入方法具体包括如下步骤：

(1)对原始视频进行熵解码处理得到量化DST系数；

(2)选择残差绝对值大于阈值T的4×4亮度块内作为备选嵌入块；

(3)向备选嵌入块内的多元组中的嵌入系数进行信息嵌入，并调整补偿系数对嵌入引起的块内嵌入误差进行补偿，以消除误差在块间的传递，达到消除帧内失真漂移的目的；

(4)所有的量化DST系数重新熵编码得到目标嵌入视频。

优选地，上述基于多元组的无失真漂移的HEVC视频可逆隐写方法，从HEVC目标嵌入视频中提取信息的方法，其多元组通过与DST系数进行补偿运算获得，满足同时使4×4亮度块最后1列和最后1行不因为嵌入而发生变化。

优选地，上述基于多元组的无失真漂移的HEVC视频可逆隐写方法，采用的多元组为