宁波工程学院何松翰获国家专利权
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龙图腾网获悉宁波工程学院申请的专利基于帧间失真传递链的非加性HEVC视频隐写方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120128724B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510246749.2,技术领域涉及:H04N19/46;该发明授权基于帧间失真传递链的非加性HEVC视频隐写方法是由何松翰;徐达文;潘孝涛;宋佳萍设计研发完成,并于2025-03-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于帧间失真传递链的非加性HEVC视频隐写方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于帧间失真传递链的非加性HEVC视频隐写方法,其嵌入过程包含提取载体、失真传递链构建和失真代价更新三部分;首先动态筛选HEVC压缩视频隐写载体,按位置特征划分为三类;而后基于三类载体的运动矢量构建帧间失真传递链;最后计算三类载体嵌入失真代价值,并基于STC编码实现最小失真路径嵌入,具体为:根据初始失真代价值完成第一类载体的信息嵌入,通过失真传递链动态修正第二类载体的代价值并完成嵌入以实现级联隐写,并以相同的方式完成第三类载体的嵌入;优点在于通过构建时空耦合的帧间失真传递链来反映帧间失真传递导致的样点失真变化,抑制帧间失真漂移,降低隐写率失真波动,同时提升视觉质量、减少比特率增长并增强安全性。
本发明授权基于帧间失真传递链的非加性HEVC视频隐写方法在权利要求书中公布了:1.一种基于帧间失真传递链的非加性HEVC视频隐写方法,包括隐秘信息嵌入和隐秘信息提取两部分,其特征在于所述隐秘信息嵌入的具体过程为: 步骤1.1:采用H.265HEVC标准编码器对原始YUV视频进行压缩编码,得到H.265HEVC压缩视频,在压缩编码过程中采用IPPP编码结构,并保存H.265HEVC压缩视频中的每个P帧中编码单元的位置、每个编码单元对应的预测单元划分模式和划分深度,每个编码单元对应的预测单元划分模式保持不变和修改为其他预测单元划分模式后的失真、比特数和拉格朗日因子,以及每个预测单元的运动矢量; 步骤1.2:将H.265HEVC压缩视频中的每个P帧中尺寸为32×32或16×16,且对应的预测单元划分模式为2N×nU或2N×N或2N×nD或nL×2N或N×2N或nR×2N的编码单元作为隐写载体; 步骤1.3:将所有隐写载体涉及的六种预测单元划分模式映射为1到6的整数,其中,2N×nU映射为整数1,2N×N映射为整数2,2N×nD映射为整数3,nL×2N映射为整数4,N×2N映射为整数5,nR×2N映射为整数6;并根据隐写载体所在的P帧在GOP内的帧位置索引,将所有隐写载体分成三类,每类中的所有隐写载体各自所在的P帧在GOP内的帧位置索引相同,将第一类中的所有隐写载体按序构成第一类载体序列,将第二类中的所有隐写载体按序构成第二类载体序列,将第三类中的所有隐写载体按序构成第三类载体序列; 步骤1.4:对于第二类载体序列和第三类载体序列中的任一个隐写载体,将其作为当前载体;然后根据当前载体中的所有预测单元的运动矢量,计算当前载体的失真传递运动矢量;接着根据当前载体的左上角像素在所在的P帧中的坐标、失真传递运动矢量、划分深度,确定当前载体的前置载体存在区域,为当前载体所在的P帧的时域前一帧中的一个正方形区域;再在当前载体所在的P帧的时域前一帧中,找出左上角像素的坐标位于当前载体的前置载体存在区域内、划分深度与当前载体的划分深度相同的所有隐写载体,如果未找到,则认为当前载体与当前载体所在的P帧的时域前一帧中的所有隐写载体都不构成失真传递关系;如果找到,则将找出的所有隐写载体中与当前载体距离最小的隐写载体作为当前载体的前置参考载体,将当前载体的前置参考载体及当前载体按所在的P帧的时域先后构成帧间失真传递链;在第二类载体序列和第三类载体序列中的所有隐写载体处理完毕后执行步骤1.5; 步骤1.5:根据第一类载体序列、第二类载体序列和第三类载体序列中的每个隐写载体对应的预测单元划分模式保持不变和修改为其他预测单元划分模式的失真、比特数和拉格朗日因子,计算每个隐写载体对应的预测单元划分模式保持不变和修改为其他预测单元划分模式后的失真代价值,每个隐写载体对应有六个失真代价值; 步骤1.6:对于第一类载体序列、第二类载体序列和第三类载体序列中的每个隐写载体,基于每个隐写载体对应的失真代价值,并根据每个隐写载体对应的预测单元划分模式映射的整数,设置每个隐写载体嵌入-1或0或+1时的失真代价值; 步骤1.7:利用同一个嵌入负载率随机生成三段二进制隐秘信息序列,分别定义为第一段二进制隐秘信息序列、第二段二进制隐秘信息序列、第三段二进制隐秘信息序列;然后根据第一类载体序列中的每个隐写载体嵌入-1或0或+1时的失真代价值,利用STC将第一段二进制隐秘信息序列嵌入第一类载体序列中的每个隐写载体中,得到第一类含密载体序列;接着当第一类含密载体序列中的含密载体与第一类载体序列中对应位置的隐写载体不相同,且对应位置的隐写载体为一个帧间失真传递链中的隐写载体时,对于同时属于第二类载体序列和这个帧间失真传递链中的隐写载体,更新第二类载体序列中的这个隐写载体嵌入-1或0或+1时的失真代价值;之后根据第二类载体序列中的每个隐写载体嵌入-1或0或+1时的失真代价值,利用STC将第二段二进制隐秘信息序列嵌入第二类载体序列中的每个隐写载体中,得到第二类含密载体序列;再当第二类含密载体序列中的含密载体与第二类载体序列中对应位置的隐写载体不相同,且对应位置的隐写载体为一个帧间失真传递链中的隐写载体时,对于同时属于第三类载体序列和这个帧间失真传递链中的隐写载体,更新第三类载体序列中的这个隐写载体嵌入-1或0或+1时的失真代价值;最后根据第三类载体序列中的每个隐写载体嵌入-1或0或+1时的失真代价值,利用STC将第三段二进制隐秘信息序列嵌入第三类载体序列中的每个隐写载体中,得到第三类含密载体序列; 步骤1.8:采用H.265HEVC标准编码器对原始YUV视频进行压缩编码,得到H.265HEVC含密压缩视频,在压缩编码过程中用第一类含密载体序列中的每个含密载体对应的预测单元划分模式替换第一类载体序列中对应位置的隐写载体对应的预测单元划分模式,用第二类含密载体序列中的每个含密载体对应的预测单元划分模式替换第二类载体序列中对应位置的隐写载体对应的预测单元划分模式,用第三类含密载体序列中的每个含密载体对应的预测单元划分模式替换第三类载体序列中对应位置的隐写载体对应的预测单元划分模式; 所述隐秘信息提取的具体过程为: 步骤2.1:采用H.265HEVC标准解码器对H.265HEVC含密压缩视频进行解码,得到解码视频,在解码过程中保存解码视频中的每个P帧中编码单元对应的预测单元划分模式; 步骤2.2:将解码视频中的每个P帧中尺寸为32×32或16×16,且对应的预测单元划分模式为2N×nU或2N×N或2N×nD或nL×2N或N×2N或nR×2N的编码单元作为含密载体; 步骤2.3:根据含密载体所在的P帧在GOP内的帧位置索引,将所有含密载体分成三类,每类中的所有含密载体各自所在的P帧在GOP内的帧位置索引相同,将第一类中的所有含密载体按序构成第一类含密载体序列,将第二类中的所有含密载体按序构成第二类含密载体序列,将第三类中的所有含密载体按序构成第三类含密载体序列; 步骤2.4:利用STC对第一类含密载体序列进行解码,提取得到第一隐秘信息;利用STC对第二类含密载体序列进行解码,提取得到第二隐秘信息;利用STC对第三类含密载体序列进行解码,提取得到第三隐秘信息。
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