本發(fā)明涉及一種視頻信息隱藏技術(shù)，尤其是涉及一種基于多視點(diǎn)視頻特征的3d-hevc深度視頻信息隱藏方法。

背景技術(shù)：

數(shù)字通信技術(shù)的快速發(fā)展已使得三維(3d)視頻逐步走入人們?nèi)粘Ｉ?，相比于傳統(tǒng)的二維視頻，其能夠提供場景的深度信息，滿足人們對真實(shí)性和立體感的視覺渴望。此外，三維視頻技術(shù)在視頻會議、遠(yuǎn)程醫(yī)療、軍事以及航天等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。但是，科技的進(jìn)步給三維數(shù)字產(chǎn)品的復(fù)制、傳輸、視頻信號處理等操作帶來便利的同時(shí)，致使信息安全問題變得日益突出。信息隱藏技術(shù)作為隱秘通信和版權(quán)保護(hù)的有效手段，已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)方向。

三維視頻在編碼過程中增加了深度信息和視點(diǎn)間的參考，因此二維視頻的信息隱藏方法并不適用，而目前三維視頻的信息隱藏技術(shù)還處在初步發(fā)展階段。如：asikuzzaman等人提出了一種基于dibr的數(shù)字水印的算法，其采用雙樹復(fù)小波變換(dtcwt)將水印嵌入在中間視點(diǎn)yuv的色度分量上，水印既可以由中間視點(diǎn)提取，也可以由經(jīng)過繪制的左、右視點(diǎn)提取，不需要原始視頻參與。又如：yang等人提出了一種基于量化索引調(diào)制的3d視頻盲水印算法，其將水印嵌入在深度視頻的dct系數(shù)上，其具有較強(qiáng)的魯棒性，能夠抵抗一般的幾何攻擊和濾波操作。但是，上述兩種方法都是針對原始域的信息隱藏，嵌入的秘密信息經(jīng)編碼壓縮后極有可能丟失。目前，也有針對壓縮域的信息隱藏，如：song等人采用一種可逆的立體視頻信息隱藏算法，將秘密信息嵌入在3dmvc的b4幀中，可以避免誤差漂移。又如：li等人探索三維視頻的時(shí)間和視點(diǎn)間相關(guān)性，采用矩陣編碼的方式將秘密信息嵌入到宏塊中的dct系數(shù)中。但是，上述兩種方法主要針對于h.264編碼標(biāo)準(zhǔn)的三維視頻，并不能很好地適用于3d-hevc編碼標(biāo)準(zhǔn)的三維視頻。3d-hevc編碼標(biāo)準(zhǔn)是立體視頻通信領(lǐng)域的一項(xiàng)最新的關(guān)鍵技術(shù)，當(dāng)前三維場景主要采用多視點(diǎn)彩色視頻加深度視頻(multi-viewvideoplusdepth，mvd)，而深度視頻通常不用于觀看，在繪制過程中轉(zhuǎn)化為視差輔助信息，能夠生成更多的虛擬視點(diǎn)，且不同于彩色視頻，深度視頻包含大量的平滑區(qū)域和尖銳的邊緣，并且深度視頻的部分失真不會影響繪制的質(zhì)量，因此為了更安全地傳輸秘密信息和保護(hù)三維視頻，研究一種3d-hevc深度視頻信息隱藏方法非常必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于多視點(diǎn)視頻特征的3d-hevc深度視頻信息隱藏方法，其在壓縮過程中實(shí)現(xiàn)信息隱藏，實(shí)現(xiàn)過程簡單、快速，計(jì)算復(fù)雜度低，具有不可感知性和實(shí)時(shí)性，能實(shí)現(xiàn)解碼端的盲提取，且能夠保證虛擬繪制視點(diǎn)的質(zhì)量。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于多視點(diǎn)視頻特征的3d-hevc深度視頻信息隱藏方法，其特征在于包括信息嵌入和信息提取兩部分；

所述的信息嵌入部分的具體步驟為：

①_1、將原始的三維視頻的左視點(diǎn)彩色視頻和右視點(diǎn)彩色視頻對應(yīng)記為和將對應(yīng)的左視點(diǎn)深度視頻記為將對應(yīng)的右視點(diǎn)深度視頻記為將原始秘密信息轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制秘密信息；然后采用密鑰key對二進(jìn)制秘密信息進(jìn)行置亂加密處理，生成待嵌入的加密信息，記為k，k＝{k1,k2,…,kn,…,kn}；其中，k的長度為n，n≥1，k1,k2,…,kn,…,kn對應(yīng)表示k中的第1個(gè)比特、第2個(gè)比特、……、第n個(gè)比特、……、第n個(gè)比特，k1,k2,…,kn,…,kn各自的值為0或1，1≤n≤n；

①_2、以幀為單位依次對中的左視點(diǎn)彩色圖像、中的左視點(diǎn)深度圖像、中的右視點(diǎn)彩色圖像和中的右視點(diǎn)深度圖像進(jìn)行編碼壓縮，將當(dāng)前待編碼壓縮的圖像定義為當(dāng)前幀；

①_3、判斷當(dāng)前幀屬于或還是屬于或如果當(dāng)前幀屬于或則先確定當(dāng)前幀的邊緣區(qū)域和平滑區(qū)域，然后執(zhí)行步驟①_4；如果當(dāng)前幀屬于或則先確定當(dāng)前幀的紋理區(qū)域和平坦區(qū)域，然后執(zhí)行步驟①_9；

①_4、讀取k中當(dāng)前待嵌入的比特，設(shè)為k中的第n個(gè)比特kn；并以3d-hevc編碼樹的最大編碼單元為單位對當(dāng)前幀進(jìn)行處理，將當(dāng)前幀中當(dāng)前待處理的最大編碼單元定義為當(dāng)前單元；

①_5、若當(dāng)前幀對應(yīng)的彩色圖像中與當(dāng)前單元相對應(yīng)的64×64區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)像素點(diǎn)屬于紋理區(qū)域，那么再判斷當(dāng)前單元中屬于邊緣區(qū)域的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)是否大于設(shè)定數(shù)目，如果大于設(shè)定數(shù)目，則將當(dāng)前單元確定為深度圖像內(nèi)屬于邊緣區(qū)域且對應(yīng)的彩色圖像內(nèi)相對應(yīng)的64×64區(qū)域?qū)儆诩y理區(qū)域的單元，記為tder，如果小于或等于設(shè)定數(shù)目，則將當(dāng)前單元確定為深度圖像內(nèi)屬于平滑區(qū)域且對應(yīng)的彩色圖像內(nèi)相對應(yīng)的64×64區(qū)域?qū)儆诩y理區(qū)域的單元，記為tdsr；

若當(dāng)前幀對應(yīng)的彩色圖像中與當(dāng)前單元相對應(yīng)的64×64區(qū)域內(nèi)不存在像素點(diǎn)屬于紋理區(qū)域，那么再判斷當(dāng)前單元中屬于邊緣區(qū)域的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)是否大于設(shè)定數(shù)目，如果大于設(shè)定數(shù)目，則將當(dāng)前單元確定為深度圖像內(nèi)屬于邊緣區(qū)域且對應(yīng)的彩色圖像內(nèi)相對應(yīng)的64×64區(qū)域?qū)儆谄教箙^(qū)域的單元，記為fder，如果小于或等于設(shè)定數(shù)目，則將當(dāng)前單元確定為深度圖像內(nèi)屬于平滑區(qū)域且對應(yīng)的彩色圖像內(nèi)相對應(yīng)的64×64區(qū)域?qū)儆谄教箙^(qū)域的單元，記為fdsr；

①_6、根據(jù)當(dāng)前單元的類型，采用不同的調(diào)制方式對當(dāng)前單元的原始編碼量化參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，以實(shí)現(xiàn)kn的嵌入，得到當(dāng)前單元的調(diào)制編碼量化參數(shù)，記為qp'，其中，qp表示當(dāng)前單元的原始編碼量化參數(shù)，ψ為根據(jù)當(dāng)前單元的類型設(shè)定的調(diào)制因子，符號“％”為求余運(yùn)算符號；

①_7、采用qp'對當(dāng)前單元進(jìn)行編碼壓縮，同時(shí)判斷當(dāng)前單元的預(yù)測模式是否為幀間skip模式或單深度幀內(nèi)模式，如果是，則保留kn作為下一個(gè)最大編碼單元應(yīng)嵌入的比特，然后執(zhí)行步驟①_8，否則，令n＝n+1，讀取k中下一個(gè)待嵌入的比特，然后執(zhí)行步驟①_8；其中，n＝n+1中的“＝”為賦值符號；

①_8、將當(dāng)前幀中下一個(gè)待處理的最大編碼單元作為當(dāng)前單元，然后返回步驟①_5繼續(xù)執(zhí)行，直至當(dāng)前幀中的所有最大編碼單元處理完畢，再執(zhí)行步驟①_9；

①_9、將下一幀待編碼壓縮的圖像作為當(dāng)前幀，然后返回步驟①_3繼續(xù)執(zhí)行，直至和中的所有圖像編碼壓縮完畢，得到嵌有加密信息的視頻流；

所述的信息提取部分的具體步驟為：

②_1、將嵌有加密信息的視頻流記為stream.bit；

②_2、以幀為單位解析stream.bit，將stream.bit中當(dāng)前待解析的圖像定義為當(dāng)前幀；

②_3、判斷當(dāng)前幀屬于或還是屬于或如果當(dāng)前幀屬于或則執(zhí)行步驟②_4；如果當(dāng)前幀屬于或則執(zhí)行步驟②_7；

②_4、以3d-hevc編碼樹的最大編碼單元為單位解析當(dāng)前幀，將當(dāng)前幀中當(dāng)前待解析的最大編碼單元定義為當(dāng)前單元；

②_5、判斷當(dāng)前單元的預(yù)測模式是否為幀間skip模式或單深度幀內(nèi)模式，如果是，則執(zhí)行步驟②_6；否則，根據(jù)當(dāng)前單元的編碼量化參數(shù)提取出當(dāng)前單元中嵌入的比特，將提取出的當(dāng)前單元中嵌入的比特記為k^*，然后執(zhí)行步驟②_6；其中，qp^*表示當(dāng)前單元的編碼量化參數(shù)，符號“％”為求余運(yùn)算符號；

②_6、將當(dāng)前幀中下一個(gè)待處理的最大編碼單元作為當(dāng)前單元，然后返回步驟②_5繼續(xù)執(zhí)行，直至當(dāng)前幀中的所有最大編碼單元處理完畢，再執(zhí)行步驟②_7；

②_7、將stream.bit中下一幀待解析的圖像作為當(dāng)前幀，然后返回步驟②_3繼續(xù)執(zhí)行，直至stream.bit中的所有圖像處理完畢，共提取得到n個(gè)比特，按序組成提取出的加密信息，記為k^*，其中，對應(yīng)表示提取出的第1個(gè)比特、第2個(gè)比特、……、第n個(gè)比特、……、第n個(gè)比特；

②_8、采用密鑰key對k^*進(jìn)行解密，得到解密的秘密信息。

所述的步驟①_3中，利用canny檢測算法確定當(dāng)前幀的紋理區(qū)域和平坦區(qū)域。

所述的步驟①_3中，當(dāng)前幀的邊緣區(qū)域和平滑區(qū)域的確定過程為：

①_3a、利用sobel算子計(jì)算當(dāng)前幀中的每個(gè)像素點(diǎn)的梯度值；

①_3b、對當(dāng)前幀中的每個(gè)像素點(diǎn)的梯度值進(jìn)行歸一化處理，獲得當(dāng)前幀中的每個(gè)像素點(diǎn)的歸一化梯度值；

①_3c、根據(jù)當(dāng)前幀中的所有像素點(diǎn)的歸一化梯度值，自適應(yīng)地獲取判別閾值，記為td；

①_3d、比較td與當(dāng)前幀中的每個(gè)像素點(diǎn)的歸一化梯度值來確定當(dāng)前幀的邊緣區(qū)域和平滑區(qū)域，具體為：對于當(dāng)前幀中的任意一個(gè)像素點(diǎn)，若該像素點(diǎn)的歸一化梯度值大于td，則將該像素點(diǎn)歸屬到邊緣區(qū)域；若該像素點(diǎn)的歸一化梯度值小于或等于td，則將該像素點(diǎn)歸屬到平滑區(qū)域。

所述的步驟①_3c中，其中，表示求取使得的值最小時(shí)的t的值，t表示歸一化梯度值，t∈[0,255]，q1(t)表示當(dāng)前幀中小于t的歸一化梯度值的概率，q2(t)表示當(dāng)前幀中大于或等于t的歸一化梯度值的概率，p(i)表示根據(jù)當(dāng)前幀中的所有像素點(diǎn)的歸一化梯度值確定的直方圖中在位置i處的概率，u1(t)表示當(dāng)前幀中小于t的所有歸一化梯度值的平均值，u2(t)表示當(dāng)前幀中大于或等于t的所有歸一化梯度值的平均值。

所述的步驟①_5中設(shè)定數(shù)目為32個(gè)。

所述的步驟①_6中，其中，α為修正因子，rand(-α,α)表示隨機(jī)地選取α和-α。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1)本發(fā)明方法在3d-hevc編碼過程中進(jìn)行信息隱藏，利用深度視頻不用于觀看、繪制過程中轉(zhuǎn)化為視差輔助信息、能夠生成更多的虛擬視點(diǎn)的特性，通過輕微調(diào)制深度視頻中的最大編碼單元的編碼量化參數(shù)來嵌入秘密信息，相比于傳統(tǒng)的在彩色視頻中嵌入秘密信息導(dǎo)致視頻質(zhì)量下降，本發(fā)明方法對彩色單視點(diǎn)無失真，而且能夠保證虛擬繪制視點(diǎn)的質(zhì)量。

2)本發(fā)明方法充分考慮到深度視頻中的邊緣區(qū)域?qū)L制視點(diǎn)質(zhì)量會產(chǎn)生較大影響，而深度視頻在其對應(yīng)位置為彩色視頻中的紋理區(qū)域會發(fā)生失真對繪制虛擬視點(diǎn)質(zhì)量的影響更大，因此采用彩色視頻中的紋理區(qū)域映射到對應(yīng)的深度視頻中，再根據(jù)深度視頻中的邊緣區(qū)域?qū)ι疃纫曨l以最大編碼單元為單位進(jìn)行區(qū)域劃分，針對不同區(qū)域類型對編碼效率的影響，采用不同的調(diào)制方式修改其最大編碼單元的編碼量化參數(shù)嵌入秘密信息，以達(dá)到在容易引起繪制視點(diǎn)失真的區(qū)域分配較多的碼率，在對繪制視點(diǎn)失真影響較小的區(qū)域分配較少的碼率，進(jìn)一步提高本發(fā)明方法的性能，抑制因嵌入的秘密信息導(dǎo)致的碼率過快增長。

3)本發(fā)明方法選擇秘密信息嵌入的載體為深度視頻中的編碼量化參數(shù)值，相比于壓縮域的dct系數(shù)、其他語法元素等嵌入載體會產(chǎn)生誤差漂移的缺點(diǎn)，本發(fā)明方法在量化過程前根據(jù)秘密信息修改最大編碼單元的編碼量化參數(shù)，然后采用修改后的編碼量化參數(shù)壓縮編碼，無誤差漂移現(xiàn)象產(chǎn)生，進(jìn)一步減少了繪制視點(diǎn)質(zhì)量的下降。

4)本發(fā)明方法在信息嵌入部分中利用密鑰加密待嵌入的秘密信息，有效地提高了本發(fā)明方法的安全性。

5)本發(fā)明方法嵌入秘密信息和提取秘密信息的實(shí)現(xiàn)過程簡單、快速，計(jì)算復(fù)雜度低，具有不可感知性和實(shí)時(shí)性，且提取過程無需原始三維視頻參與，從而能實(shí)現(xiàn)解碼端的盲提取。

附圖說明

圖1a為本發(fā)明方法的信息嵌入部分的總體實(shí)現(xiàn)框圖；

圖1b為本發(fā)明方法的信息提取部分的總體實(shí)現(xiàn)框圖；

圖2a為原始的newspaper三維視頻序列編碼重建得到的三維視頻序列繪制的5視點(diǎn)的第60幀圖像；

圖2b為原始的undodancer三維視頻序列編碼重建得到的三維視頻序列繪制的3視點(diǎn)的第60幀圖像；

圖2c為newspaper三維視頻序列經(jīng)本發(fā)明方法處理后編碼重建得到的三維視頻序列繪制的5視點(diǎn)的第60幀圖像；

圖2d為undodancer三維視頻序列經(jīng)本發(fā)明方法處理后編碼重建得到的三維視頻序列繪制的3視點(diǎn)的第60幀圖像。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明提出的一種基于多視點(diǎn)視頻特征的3d-hevc深度視頻信息隱藏方法，其包括信息嵌入和信息提取兩部分。

所述的信息嵌入部分的總體實(shí)現(xiàn)框圖如圖1a所示，其具體步驟為：

①_1、將原始的三維視頻的左視點(diǎn)彩色視頻和右視點(diǎn)彩色視頻對應(yīng)記為和將對應(yīng)的左視點(diǎn)深度視頻記為將對應(yīng)的右視點(diǎn)深度視頻記為采用現(xiàn)有技術(shù)將原始秘密信息轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制秘密信息；然后采用密鑰key對二進(jìn)制秘密信息進(jìn)行置亂加密處理，生成待嵌入的加密信息，記為k，k＝{k1,k2,…,kn,…,kn}；其中，k的長度為n，n≥1，在實(shí)際處理時(shí)n的取值足夠大，足以嵌入，k1,k2,…,kn,…,kn對應(yīng)表示k中的第1個(gè)比特、第2個(gè)比特、……、第n個(gè)比特、……、第n個(gè)比特，k1,k2,…,kn,…,kn各自的值為0或1，1≤n≤n。

在此，原始秘密信息可以為圖像、語音、文字等；密鑰key可自行設(shè)定。

①_2、以幀為單位依次對中的左視點(diǎn)彩色圖像、中的左視點(diǎn)深度圖像、中的右視點(diǎn)彩色圖像和中的右視點(diǎn)深度圖像進(jìn)行編碼壓縮，將當(dāng)前待編碼壓縮的圖像定義為當(dāng)前幀。

①_3、判斷當(dāng)前幀屬于或還是屬于或如果當(dāng)前幀屬于或則先確定當(dāng)前幀的邊緣區(qū)域和平滑區(qū)域，然后執(zhí)行步驟①_4；如果當(dāng)前幀屬于或則先確定當(dāng)前幀的紋理區(qū)域和平坦區(qū)域，然后執(zhí)行步驟①_9。

在此具體實(shí)施例中，步驟①_3中，利用canny檢測算法確定當(dāng)前幀的紋理區(qū)域和平坦區(qū)域。

在此具體實(shí)施例中，步驟①_3中，當(dāng)前幀的邊緣區(qū)域和平滑區(qū)域的確定過程為：

①_3a、利用sobel算子計(jì)算當(dāng)前幀中的每個(gè)像素點(diǎn)的梯度值。

①_3b、對當(dāng)前幀中的每個(gè)像素點(diǎn)的梯度值進(jìn)行歸一化處理，獲得當(dāng)前幀中的每個(gè)像素點(diǎn)的歸一化梯度值。

①_3c、根據(jù)當(dāng)前幀中的所有像素點(diǎn)的歸一化梯度值，自適應(yīng)地獲取判別閾值，記為td，其中，表示求取使得的值最小時(shí)的t的值，t表示歸一化梯度值，t∈[0,255]，q1(t)表示當(dāng)前幀中小于t的歸一化梯度值的概率，q2(t)表示當(dāng)前幀中大于或等于t的歸一化梯度值的概率，p(i)表示根據(jù)當(dāng)前幀中的所有像素點(diǎn)的歸一化梯度值確定的直方圖中在位置i處的概率，u1(t)表示當(dāng)前幀中小于t的所有歸一化梯度值的平均值，u2(t)表示當(dāng)前幀中大于或等于t的所有歸一化梯度值的平均值。

①_3d、比較td與當(dāng)前幀中的每個(gè)像素點(diǎn)的歸一化梯度值來確定當(dāng)前幀的邊緣區(qū)域和平滑區(qū)域，具體為：對于當(dāng)前幀中的任意一個(gè)像素點(diǎn)，若該像素點(diǎn)的歸一化梯度值大于td，則將該像素點(diǎn)歸屬到邊緣區(qū)域；若該像素點(diǎn)的歸一化梯度值小于或等于td，則將該像素點(diǎn)歸屬到平滑區(qū)域。

①_4、讀取k中當(dāng)前待嵌入的比特，設(shè)為k中的第n個(gè)比特kn；并以3d-hevc編碼樹的最大編碼單元(lcu，尺寸大小為64×64)為單位對當(dāng)前幀進(jìn)行處理，將當(dāng)前幀中當(dāng)前待處理的最大編碼單元定義為當(dāng)前單元。

①_5、若當(dāng)前幀對應(yīng)的彩色圖像(當(dāng)前幀屬于時(shí)，當(dāng)前幀對應(yīng)的彩色圖像為中的一幀左視點(diǎn)彩色圖像；當(dāng)前幀屬于時(shí)，當(dāng)前幀對應(yīng)的彩色圖像為中的一幀右視點(diǎn)彩色圖像)中與當(dāng)前單元相對應(yīng)的64×64區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)像素點(diǎn)屬于紋理區(qū)域，那么再判斷當(dāng)前單元中屬于邊緣區(qū)域的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)是否大于設(shè)定數(shù)目，如果大于設(shè)定數(shù)目，則將當(dāng)前單元確定為深度圖像內(nèi)屬于邊緣區(qū)域且對應(yīng)的彩色圖像內(nèi)相對應(yīng)的64×64區(qū)域?qū)儆诩y理區(qū)域的單元，記為tder，如果小于或等于設(shè)定數(shù)目，則將當(dāng)前單元確定為深度圖像內(nèi)屬于平滑區(qū)域且對應(yīng)的彩色圖像內(nèi)相對應(yīng)的64×64區(qū)域?qū)儆诩y理區(qū)域的單元，記為tdsr。

若當(dāng)前幀對應(yīng)的彩色圖像中與當(dāng)前單元相對應(yīng)的64×64區(qū)域內(nèi)不存在像素點(diǎn)屬于紋理區(qū)域(即全部像素點(diǎn)屬于平坦區(qū)域)，那么再判斷當(dāng)前單元中屬于邊緣區(qū)域的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)是否大于設(shè)定數(shù)目，如果大于設(shè)定數(shù)目，則將當(dāng)前單元確定為深度圖像內(nèi)屬于邊緣區(qū)域且對應(yīng)的彩色圖像內(nèi)相對應(yīng)的64×64區(qū)域?qū)儆谄教箙^(qū)域的單元，記為fder，如果小于或等于設(shè)定數(shù)目，則將當(dāng)前單元確定為深度圖像內(nèi)屬于平滑區(qū)域且對應(yīng)的彩色圖像內(nèi)相對應(yīng)的64×64區(qū)域?qū)儆谄教箙^(qū)域的單元，記為fdsr。

在此具體實(shí)施例中，步驟①_5中設(shè)定數(shù)目為32個(gè)。

①_6、根據(jù)當(dāng)前單元的類型，采用不同的調(diào)制方式對當(dāng)前單元的原始編碼量化參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，以實(shí)現(xiàn)kn的嵌入，得到當(dāng)前單元的調(diào)制編碼量化參數(shù)，記為qp'，其中，qp表示當(dāng)前單元的原始編碼量化參數(shù)，ψ為根據(jù)當(dāng)前單元的類型設(shè)定的調(diào)制因子，符號“％”為求余運(yùn)算符號。

在此具體實(shí)施例中，步驟①_6中，其中，α為修正因子，可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景的要求進(jìn)行調(diào)整，如取α的值為1或3或5，本發(fā)明方法為了盡量減小對三維視頻的質(zhì)量和碼率的影響，取α的值為1，rand(-α,α)表示隨機(jī)地選取α和-α。

①_7、采用qp'對當(dāng)前單元進(jìn)行編碼壓縮，同時(shí)判斷當(dāng)前單元的預(yù)測模式是否為幀間skip模式或單深度幀內(nèi)模式(單深度幀內(nèi)模式是3d-hevc編碼標(biāo)準(zhǔn)新增的專門針對深度視頻平坦區(qū)域的編碼模式，該編碼模式不需要變換量化過程)，如果是，則保留kn作為下一個(gè)最大編碼單元應(yīng)嵌入的比特，然后執(zhí)行步驟①_8，否則，令n＝n+1，讀取k中下一個(gè)待嵌入的比特，然后執(zhí)行步驟①_8；其中，n＝n+1中的“＝”為賦值符號。

①_8、將當(dāng)前幀中下一個(gè)待處理的最大編碼單元作為當(dāng)前單元，然后返回步驟①_5繼續(xù)執(zhí)行，直至當(dāng)前幀中的所有最大編碼單元處理完畢，再執(zhí)行步驟①_9。

①_9、將下一幀待編碼壓縮的圖像作為當(dāng)前幀，然后返回步驟①_3繼續(xù)執(zhí)行，直至和中的所有圖像編碼壓縮完畢，得到嵌有加密信息的視頻流。

所述的信息提取部分的總體實(shí)現(xiàn)框圖如圖1b所示，其具體步驟為：

②_1、將嵌有加密信息的視頻流記為stream.bit。

②_2、以幀為單位解析stream.bit，將stream.bit中當(dāng)前待解析的圖像定義為當(dāng)前幀。

②_3、判斷當(dāng)前幀屬于或還是屬于或如果當(dāng)前幀屬于或則執(zhí)行步驟②_4；如果當(dāng)前幀屬于或則執(zhí)行步驟②_7。

②_4、以3d-hevc編碼樹的最大編碼單元(lcu)為單位解析當(dāng)前幀，將當(dāng)前幀中當(dāng)前待解析的最大編碼單元定義為當(dāng)前單元。

②_5、判斷當(dāng)前單元的預(yù)測模式是否為幀間skip模式或單深度幀內(nèi)模式，如果是，則執(zhí)行步驟②_6；否則，根據(jù)當(dāng)前單元的編碼量化參數(shù)提取出當(dāng)前單元中嵌入的比特，將提取出的當(dāng)前單元中嵌入的比特記為k^*，然后執(zhí)行步驟②_6；其中，qp^*表示當(dāng)前單元的編碼量化參數(shù)，符號“％”為求余運(yùn)算符號。

②_6、將當(dāng)前幀中下一個(gè)待處理的最大編碼單元作為當(dāng)前單元，然后返回步驟②_5繼續(xù)執(zhí)行，直至當(dāng)前幀中的所有最大編碼單元處理完畢，再執(zhí)行步驟②_7。

②_7、將stream.bit中下一幀待解析的圖像作為當(dāng)前幀，然后返回步驟②_3繼續(xù)執(zhí)行，直至stream.bit中的所有圖像處理完畢，共提取得到n個(gè)比特，按序組成提取出的加密信息，記為k^*，其中，對應(yīng)表示提取出的第1個(gè)比特、第2個(gè)比特、……、第n個(gè)比特、……、第n個(gè)比特。

②_8、采用密鑰key對k^*進(jìn)行解密，得到解密的秘密信息。

為驗(yàn)證本發(fā)明方法的有效性和可行性，對本發(fā)明方法進(jìn)行試驗(yàn)。

采用3d-hevc平臺的參考軟件htm13.0進(jìn)行仿真測試，測試環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境。測試序列選擇3d-hevc的標(biāo)準(zhǔn)測試序列，balloons三維視頻序列的1視點(diǎn)和5視點(diǎn)、newspaper三維視頻序列的4視點(diǎn)和6視點(diǎn)、shark三維視頻序列的1視點(diǎn)和9視點(diǎn)、undodancer三維視頻序列的1視點(diǎn)和5視點(diǎn)，前兩個(gè)三維視頻序列的分辨率為1024×768，后兩個(gè)三維視頻序列的分辨率為1920×1088。編碼參數(shù)為：編碼幀數(shù)為120幀，幀率為30f/s，i幀間隔24幀，圖像組的大小為8，開啟碼率控制，其余均為默認(rèn)配置。下面分別從主客觀視頻質(zhì)量、嵌入容量和比特率變化等方面來評價(jià)本發(fā)明方法的性能。

1)三維視頻序列的主客觀質(zhì)量

由于深度視頻主要用于虛擬視點(diǎn)的繪制，不用于用戶的觀看，因此通過評價(jià)繪制的虛擬視點(diǎn)的質(zhì)量體現(xiàn)深度視頻質(zhì)量的變化。選取newspaper三維視頻序列和undodancer三維視頻序列來進(jìn)行說明本發(fā)明方法的主觀效果。圖2a給出了原始的newspaper三維視頻序列編碼重建得到的三維視頻序列繪制的5視點(diǎn)的第60幀圖像；圖2b給出了原始的undodancer三維視頻序列編碼重建得到的三維視頻序列繪制的3視點(diǎn)的第60幀圖像；圖2c給出了newspaper三維視頻序列經(jīng)本發(fā)明方法處理后編碼重建得到的三維視頻序列繪制的5視點(diǎn)的第60幀圖像；圖2d給出了undodancer三維視頻序列經(jīng)本發(fā)明方法處理后編碼重建得到的三維視頻序列繪制的3視點(diǎn)的第60幀圖像。從主觀感知上，利用本發(fā)明方法嵌入秘密信息并沒有引起視頻繪制圖像的視覺感知失真，具有較好的視覺不可見性。

本發(fā)明方法采用代表性指標(biāo)即峰值信噪比(peaksignal-noise-ratio，psnr)進(jìn)一步證明本發(fā)明方法的視覺不可感知性。表1給出了三維視頻序列經(jīng)本發(fā)明方法處理后編碼重建的繪制視點(diǎn)的質(zhì)量與三維視頻序列未經(jīng)本發(fā)明方法處理的編碼重建得到繪制視點(diǎn)的質(zhì)量，表1中嵌入秘密信息前后峰值信噪比的變化量表示為δpsnr，δpsnr＝psnrpro-psnrorg，其中，psnrpro表示經(jīng)本發(fā)明方法處理后深度視頻所繪制的虛擬視點(diǎn)與原始視點(diǎn)之間的峰值信噪比，psnrorg表示原始深度視頻所繪制的虛擬視點(diǎn)與原始視點(diǎn)之間的峰值信噪比。

表1三維視頻序列經(jīng)本發(fā)明方法處理后編碼重建的繪制視點(diǎn)的質(zhì)量與三維視頻序列未經(jīng)本發(fā)明方法處理的編碼重建得到繪制視點(diǎn)的質(zhì)量

從表1中可以看出，在不同目標(biāo)碼率下編碼三維視頻序列，重建后繪制視點(diǎn)的質(zhì)量不同，由于給定的目標(biāo)碼率增加，分配給視點(diǎn)的碼率也在增加，視頻編碼的質(zhì)量不斷提高。嵌入秘密信息后繪制視點(diǎn)的峰值信噪比比原始繪制該視點(diǎn)的峰值信噪比平均下降0.0015db，而且嵌入秘密信息前后繪制視點(diǎn)視頻序列的峰值信噪比的差異范圍在-0.0062～0.0122db，表明秘密信息的嵌入沒有導(dǎo)致三維視頻序列的客觀質(zhì)量的明顯變化，同時(shí)部分三維視頻序列，例如newspaper三維視頻序列在較高目標(biāo)碼率下，繪制質(zhì)量得到輕微提升，主要因?yàn)楸景l(fā)明方法結(jié)合多視點(diǎn)視頻的特征指導(dǎo)秘密信息的嵌入，且對編碼量化參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，能較好地保障繪制視點(diǎn)的客觀質(zhì)量。

2)嵌入容量和碼率變化

采用碼率的變化率來衡量本發(fā)明方法對目標(biāo)碼率產(chǎn)生的影響，將碼率的變化率表示為bri，其中，rpro表示經(jīng)本發(fā)明方法處理后視頻編碼的碼率，rorg表示原始視頻編碼的碼率。表2給出了三維視頻序列采用本發(fā)明方法的嵌入容量和碼率變化率的測試結(jié)果。

表2三維視頻序列采用本發(fā)明方法的嵌入容量和碼率的變化率的測試結(jié)果

從表2可知，不同的三維視頻序列的嵌入容量有較大的差異，總體上在不同的目標(biāo)碼率下都保持了較大的嵌入容量。每個(gè)三維視頻序列的平均嵌入容量為6656比特，碼率的變化率平均增長0.0572％，同時(shí)undodancer和balloons三維視頻序列在較高目標(biāo)碼率下，碼率的變化率有所降低，說明本發(fā)明方法能提供較高的嵌入容量，且對編碼碼流影響較小，主要由于利用多視點(diǎn)視頻特征，選擇性地對編碼量化參數(shù)進(jìn)行修改，同時(shí)開啟碼率控制模塊，有效地控制了碼率的改變。