本發(fā)明涉及一種視頻數(shù)據(jù)隱藏方法，尤其是涉及一種基于CABAC二進(jìn)制串映射的加密域H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏方法。

背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻數(shù)據(jù)呈爆炸式增長(zhǎng)，海量的視頻處理需要相應(yīng)的存儲(chǔ)和計(jì)算平臺(tái)，而云計(jì)算與云存儲(chǔ)技術(shù)為大數(shù)據(jù)處理及其相關(guān)應(yīng)用提供了最有效的解決方案。為確保云計(jì)算環(huán)境下的內(nèi)容安全和隱私保護(hù)，內(nèi)容所有者將原始視頻數(shù)據(jù)加密后上傳到云端，云端所有的處理和計(jì)算都在加密域進(jìn)行，保證了敏感視頻數(shù)據(jù)的安全。在很多應(yīng)用場(chǎng)景，某些沒有解密權(quán)限的云服務(wù)管理者需在加密載體中嵌入一些附加消息，如標(biāo)注或認(rèn)證數(shù)據(jù)、作品來源信息、所有者身份信息等，用于管理和認(rèn)證加密視頻數(shù)據(jù)。例如，為保護(hù)病人隱私，對(duì)醫(yī)學(xué)影像等視頻信息進(jìn)行了加密，數(shù)據(jù)庫(kù)管理者會(huì)在相應(yīng)的加密視頻中嵌入病人的隱私信息和認(rèn)證信息。如果在敏感視頻數(shù)據(jù)中嵌入附加消息之前，需先對(duì)敏感視頻數(shù)據(jù)解密，這就意味著在敏感視頻數(shù)據(jù)的整個(gè)生命周期中，至少有一部分時(shí)間是以明文形式存在的，這樣會(huì)帶來嚴(yán)重的隱私問題。加密域數(shù)據(jù)隱藏技術(shù)可以確保數(shù)據(jù)隱藏者在不解密的前提下，直接對(duì)加密視頻進(jìn)行數(shù)據(jù)的嵌入和提取操作，可以幫助解決視頻安全和隱私的擔(dān)憂。無論視頻加密還是視頻數(shù)據(jù)隱藏，都要考慮視頻壓縮編碼的影響。鑒于H.264/AVC高效的編碼性能和良好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性，也是目前應(yīng)用最普及的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，加密域H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏技術(shù)無疑將成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。如何在密文前提下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隱藏，如何保證加密和數(shù)據(jù)隱藏與CABAC熵編碼相兼容，以及如何保證加密和嵌入數(shù)據(jù)不影響H.264/AVC的編碼效率，國(guó)內(nèi)外這方面的研究也才剛剛開始，加密和數(shù)據(jù)隱藏的結(jié)合還有很多難點(diǎn)問題有待解決。

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CABAC二進(jìn)制串映射的加密域H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏方法，其在與H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)和CABAC熵編碼相兼容的前提下對(duì)H.264/AVC視頻進(jìn)行加密，能夠在加密后的H.264/AVC視頻中進(jìn)行數(shù)據(jù)隱藏，且加密和數(shù)據(jù)隱藏不影響視頻碼率，并能夠保證隱秘信息在加密域和解密域H.264/AVC視頻中都能有效地被提取出。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CABAC二進(jìn)制串映射的加密域H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏方法，其特征在于包括H.264/AVC視頻加密、加密域的H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏及隱秘?cái)?shù)據(jù)提取三部分；其中，所述的H.264/AVC視頻加密的處理過程為：對(duì)于原始的H.264/AVC視頻中預(yù)測(cè)模式為幀間預(yù)測(cè)模式且運(yùn)動(dòng)矢量差分不為0的所有宏塊，利用第一密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列對(duì)每個(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行比特異或加密，完成每個(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分的加密；對(duì)于原始的H.264/AVC視頻中預(yù)測(cè)模式為幀間預(yù)測(cè)模式且運(yùn)動(dòng)矢量差分為0的所有宏塊，對(duì)每個(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分不加密；對(duì)于原始的H.264/AVC視頻中量化殘差系數(shù)不為0的所有宏塊，利用第二密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列對(duì)每個(gè)宏塊的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行比特異或加密，完成每個(gè)宏塊的量化殘差系數(shù)的加密；對(duì)于原始的H.264/AVC視頻中量化殘差系數(shù)為0的所有宏塊，對(duì)每個(gè)宏塊的量化殘差系數(shù)不加密；通過上述加密得到加密域的H.264/AVC視頻；所述的加密域的H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏的具體過程為：②-1、將H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中所有絕對(duì)值大于32的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分成第一空間C0和第二空間C1，其中，第一空間C0中的CABAC二進(jìn)制串與第二空間C1中的CABAC二進(jìn)制串一一對(duì)應(yīng)，且第一空間C0和第二空間C1中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)CABAC二進(jìn)制串的長(zhǎng)度相同，第一空間C0和第二空間C1中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)CABAC二進(jìn)制串各自所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值相差1；②-2、將加密域的H.264/AVC視頻中當(dāng)前識(shí)別出的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串定義為當(dāng)前二進(jìn)制串，將待嵌入的隱秘信息中當(dāng)前待嵌入的信息比特定義為當(dāng)前信息比特；②-3、判斷當(dāng)前二進(jìn)制串是否屬于第一空間C0或?qū)儆诘诙臻gC1，如果是，則采用映射方法將當(dāng)前信息比特嵌入到當(dāng)前二進(jìn)制串中，然后執(zhí)行步驟②-4；否則，對(duì)當(dāng)前二進(jìn)制串不進(jìn)行處理，然后執(zhí)行步驟②-4；②-4、將加密域的H.264/AVC視頻中下一個(gè)識(shí)別出的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串作為當(dāng)前二進(jìn)制串，將待嵌入的隱秘信息中下一個(gè)待嵌入的信息比特作為當(dāng)前信息比特，然后返回步驟②-3繼續(xù)執(zhí)行，直至隱秘信息嵌入完畢，完成加密域的H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏，得到含隱秘信息的加密域的H.264/AVC視頻；所述的隱秘?cái)?shù)據(jù)提取在加密域完成或在解密域完成，在加密域完成隱秘?cái)?shù)據(jù)提取的具體過程為：③-1a、采用與步驟②-1相同的方式，將H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中所有絕對(duì)值大于32的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分成第一空間C0和第二空間C1；③-1b、在加密域，對(duì)含隱秘信息的加密域的H.264/AVC視頻碼流進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)解碼，識(shí)別含隱秘信息的加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串；③-1c、將當(dāng)前識(shí)別出的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串定義為當(dāng)前二進(jìn)制串；③-1d、如果當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第一空間C0，則提取出信息比特0，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟③-1e；如果當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第二空間C1，則提取出信息比特1，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟③-1e；如果當(dāng)前二進(jìn)制串不屬于第一空間C0也不屬于第二空間C1，則直接執(zhí)行步驟③-1e；③-1e、在加密域，將下一個(gè)識(shí)別出的含隱秘信息的加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串作為當(dāng)前二進(jìn)制串，然后返回步驟③-1d繼續(xù)執(zhí)行，直至含隱秘信息的加密域的H.264/AVC視頻碼流中的所有運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串處理完畢，提取得到隱秘信息；在解密域完成隱秘?cái)?shù)據(jù)提取的具體過程為：③-2a、采用與步驟②-1相同的方式，將H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中所有絕對(duì)值大于32的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分成第一空間C0和第二空間C1；③-2b、對(duì)含隱秘信息的加密域的H.264/AVC視頻碼流進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)解碼，識(shí)別加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串和加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串，然后對(duì)加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串和加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行解密，再進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)編碼，得到解密后的含隱秘信息的H.264/AVC視頻碼流；③-2c、在解密域，對(duì)解密后的含隱秘信息的H.264/AVC視頻碼流進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)解碼，識(shí)別解密后的含隱秘信息的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串；③-2d、將當(dāng)前識(shí)別出的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串定義為當(dāng)前二進(jìn)制串；③-2e、如果當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第一空間C0，則提取出信息比特0，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟③-2f；如果當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第二空間C1，則提取出信息比特1，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟③-2f；如果當(dāng)前二進(jìn)制串不屬于第一空間C0也不屬于第二空間C1，則直接執(zhí)行步驟③-2f；③-2f、在解密域，將下一個(gè)識(shí)別出的解密后的含隱秘信息的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串作為當(dāng)前二進(jìn)制串，然后返回步驟③-2e繼續(xù)執(zhí)行，直至解密后的含隱秘信息的H.264/AVC視頻中的所有運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串處理完畢，提取得到隱秘信息。所述的H.264/AVC視頻加密的的具體過程為：①-1、將原始的H.264/AVC視頻中當(dāng)前待處理的幀定義為當(dāng)前幀；①-2、將當(dāng)前幀中當(dāng)前待處理的宏塊定義為當(dāng)前宏塊；①-3、判斷當(dāng)前宏塊的預(yù)測(cè)模式為幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式還是為幀間預(yù)測(cè)模式，如果當(dāng)前宏塊的預(yù)測(cè)模式為幀間預(yù)測(cè)模式，則繼續(xù)執(zhí)行步驟①-4，如果當(dāng)前宏塊的預(yù)測(cè)模式為幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式，則繼續(xù)執(zhí)行步驟①-5；①-4、當(dāng)當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分不為0時(shí)，利用第一密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中的第k1位比特至第k1+L1位比特對(duì)當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行按位比特異或加密，完成當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分的加密，然后令k1＝k1+L1+1，再執(zhí)行步驟①-5，其中，k1的初始值為1，L1表示當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串的長(zhǎng)度，k1＝k1+L1+1中的“＝”為賦值符號(hào)；當(dāng)當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分為0時(shí)，對(duì)當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分不加密，然后執(zhí)行步驟①-5；①-5、當(dāng)當(dāng)前宏塊的量化殘差系數(shù)不為0時(shí)，利用第二密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中的第k2位比特至第k2+L2位比特對(duì)當(dāng)前宏塊的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行按位比特異或加密，完成當(dāng)前宏塊的量化殘差系數(shù)的加密，然后令k2＝k2+L2+1，再執(zhí)行步驟①-6，其中，k2的初始值為1，L2表示當(dāng)前宏塊的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串的長(zhǎng)度，k2＝k2+L2+1中的“＝”為賦值符號(hào)；對(duì)于原始的H.264/AVC視頻中量化殘差系數(shù)為0的所有宏塊，對(duì)每個(gè)宏塊的量化殘差系數(shù)不加密，然后執(zhí)行步驟①-6；①-6、將當(dāng)前幀中下一個(gè)待處理的宏塊作為當(dāng)前宏塊，然后返回步驟①-3繼續(xù)執(zhí)行，直至當(dāng)前幀中的所有宏塊處理完畢；①-7、將原始的H.264/AVC視頻中下一個(gè)待處理的幀作為當(dāng)前幀，然后返回步驟①-2繼續(xù)執(zhí)行，直至原始的H.264/AVC視頻中的所有幀處理完畢，得到加密域的H.264/AVC視頻。所述的步驟②-3中采用映射方法將當(dāng)前信息比特嵌入到當(dāng)前二進(jìn)制串中的具體過程為：如果當(dāng)前信息比特為0且當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第一空間C0，則當(dāng)前二進(jìn)制串保持不變；如果當(dāng)前信息比特為0且當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第二空間C1，則用第一空間C0中與當(dāng)前二進(jìn)制串一一對(duì)應(yīng)的CABAC二進(jìn)制串替換當(dāng)前二進(jìn)制串；如果當(dāng)前信息比特為1且當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第二空間C1，則當(dāng)前二進(jìn)制串保持不變；如果當(dāng)前信息比特為1且當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第一空間C0，則用第二空間C1中與當(dāng)前二進(jìn)制串一一對(duì)應(yīng)的CABAC二進(jìn)制串替換當(dāng)前二進(jìn)制串。所述的步驟③-2b中對(duì)加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行解密的過程為：1)將當(dāng)前識(shí)別出的加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串定義為當(dāng)前二進(jìn)制串；2)利用第一密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中的第k1位比特至第k1+LS1位比特對(duì)當(dāng)前二進(jìn)制串進(jìn)行按位比特異或解密，然后令k1＝k1+LS1+1，再執(zhí)行步驟3)，其中，k1的初始值為1，LS1表示當(dāng)前二進(jìn)制串的長(zhǎng)度，k1＝k1+LS1+1中的“＝”為賦值符號(hào)；3)將下一個(gè)識(shí)別出的加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串作為當(dāng)前二進(jìn)制串，然后返回步驟2)繼續(xù)執(zhí)行，完成識(shí)別出的所有加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串的解密；所述的步驟③-2b中對(duì)加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行解密的過程為：(1)將當(dāng)前識(shí)別出的加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串定義為當(dāng)前二進(jìn)制串；(2)利用第二密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中的第k2位比特至第k2+LS2位比特對(duì)當(dāng)前二進(jìn)制串進(jìn)行按位比特異或解密，然后令k2＝k2+LS2+1，再執(zhí)行步驟(3)，其中，k2的初始值為1，LS2表示當(dāng)前二進(jìn)制串的長(zhǎng)度，k2＝k2+LS2+1中的“＝”為賦值符號(hào)；(3)將下一個(gè)識(shí)別出的加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串作為當(dāng)前二進(jìn)制串，然后返回步驟(2)繼續(xù)執(zhí)行，完成識(shí)別出的所有加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串的解密。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1)本發(fā)明方法選擇CABAC中旁路編碼模式的語法元素進(jìn)行等長(zhǎng)二進(jìn)制串替換操作實(shí)現(xiàn)視頻加密，采用運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串映射方法進(jìn)行數(shù)據(jù)隱藏，加密和數(shù)據(jù)隱藏都對(duì)H.264/AVC視頻流的碼率沒有任何改變，解決了視頻加密和數(shù)據(jù)隱藏中的數(shù)據(jù)擴(kuò)張問題。2)本發(fā)明方法中加密和隱藏?cái)?shù)據(jù)都是在CABAC熵編碼下完成，與CABAC熵編碼完全兼容，可用標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC視頻解碼器對(duì)加密和數(shù)據(jù)隱藏后的視頻流進(jìn)行解碼。3)數(shù)據(jù)隱藏者利用本發(fā)明方法可以直接在加密的H.264/AVC視頻中嵌入隱秘信息，即使數(shù)據(jù)隱藏者不知道原始視頻內(nèi)容，也可有效地解決視頻內(nèi)容安全和隱私泄露問題；此外，本發(fā)明方法既可以在加密域有效地提取出隱秘?cái)?shù)據(jù)，也可以在解密域有效地提取出隱秘?cái)?shù)據(jù)，也即數(shù)據(jù)提取與解密是完全分離，實(shí)用性更強(qiáng)。附圖說明圖1a為本發(fā)明方法中的視頻加密和數(shù)據(jù)隱藏的總體實(shí)現(xiàn)框圖；圖1b為本發(fā)明方法中的隱秘?cái)?shù)據(jù)提取的總體實(shí)現(xiàn)框圖；圖2為兩個(gè)空間中的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串的后綴對(duì)應(yīng)關(guān)系。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例一：本實(shí)施例提出的一種基于CABAC二進(jìn)制串映射的加密域H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏方法，其包括H.264/AVC視頻加密、加密域的H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏及隱秘?cái)?shù)據(jù)提取三部分。在此具體實(shí)施例中，為降低計(jì)算復(fù)雜度，并保持加密后的H.264/AVC視頻碼流的碼率不變，同時(shí)具有較高的感知安全性，本發(fā)明方法選擇對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量差分(MVD)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串(binstring)和量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行加密，H.264/AVC視頻加密的處理過程(如圖1a所示)為：對(duì)于原始的H.264/AVC視頻中預(yù)測(cè)模式為幀間預(yù)測(cè)模式且運(yùn)動(dòng)矢量差分不為0的所有宏塊，利用第一密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列對(duì)每個(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行比特異或加密，完成每個(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分的加密；對(duì)于原始的H.264/AVC視頻中預(yù)測(cè)模式為幀間預(yù)測(cè)模式且運(yùn)動(dòng)矢量差分為0的所有宏塊，對(duì)每個(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分不加密；對(duì)于原始的H.264/AVC視頻中量化殘差系數(shù)不為0的所有宏塊，利用第二密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列對(duì)每個(gè)宏塊的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行比特異或加密，完成每個(gè)宏塊的量化殘差系數(shù)的加密；對(duì)于原始的H.264/AVC視頻中量化殘差系數(shù)為0的所有宏塊，對(duì)每個(gè)宏塊的量化殘差系數(shù)不加密；通過上述加密得到加密域的H.264/AVC視頻。即H.264/AVC視頻加密的具體過程為：①-1、將原始的H.264/AVC視頻中當(dāng)前待處理的幀定義為當(dāng)前幀。①-2、將當(dāng)前幀中當(dāng)前待處理的宏塊定義為當(dāng)前宏塊。①-3、判斷當(dāng)前宏塊的預(yù)測(cè)模式為幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式還是為幀間預(yù)測(cè)模式，如果當(dāng)前宏塊的預(yù)測(cè)模式為幀間預(yù)測(cè)模式，則繼續(xù)執(zhí)行步驟①-4，如果當(dāng)前宏塊的預(yù)測(cè)模式為幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式，則繼續(xù)執(zhí)行步驟①-5。①-4、當(dāng)當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分不為0時(shí)，利用第一密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中的第k1位比特至第k1+L1位比特對(duì)當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行按位比特異或加密，完成當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分的加密，然后令k1＝k1+L1+1，再執(zhí)行步驟①-5，其中，k1的初始值為1，L1表示當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串的長(zhǎng)度，k1＝k1+L1+1中的“＝”為賦值符號(hào)。由于宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串是直接進(jìn)入旁路編碼模式的，因此利用第一密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中的第k1位比特至第k1+L1位比特對(duì)當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行按位比特異或加密，不會(huì)改變最終CABAC二進(jìn)制串的長(zhǎng)度，滿足格式兼容性。當(dāng)當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分為0時(shí)，對(duì)當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分不加密，然后執(zhí)行步驟①-5。①-5、當(dāng)當(dāng)前宏塊的量化殘差系數(shù)不為0時(shí)，利用第二密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中的第k2位比特至第k2+L2位比特對(duì)當(dāng)前宏塊的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行按位比特異或加密，完成當(dāng)前宏塊的量化殘差系數(shù)的加密，然后令k2＝k2+L2+1，再執(zhí)行步驟①-6，其中，k2的初始值為1，L2表示當(dāng)前宏塊的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串的長(zhǎng)度，k2＝k2+L2+1中的“＝”為賦值符號(hào)。對(duì)于原始的H.264/AVC視頻中量化殘差系數(shù)為0的所有宏塊，對(duì)每個(gè)宏塊的量化殘差系數(shù)不加密，然后執(zhí)行步驟①-6。①-6、將當(dāng)前幀中下一個(gè)待處理的宏塊作為當(dāng)前宏塊，然后返回步驟①-3繼續(xù)執(zhí)行，直至當(dāng)前幀中的所有宏塊處理完畢。①-7、將原始的H.264/AVC視頻中下一個(gè)待處理的幀作為當(dāng)前幀，然后返回步驟①-2繼續(xù)執(zhí)行，直至原始的H.264/AVC視頻中的所有幀處理完畢，得到加密域的H.264/AVC視頻。上述，對(duì)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串和量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行加密所利用的二值偽隨機(jī)序列可以是由同一個(gè)密鑰生成的，也可以是由不同的密鑰生成的，即第一密鑰和第二密鑰可以相同，也可以不相同，但是解密時(shí)所采用的密鑰與加密時(shí)所采用的密鑰需一致。在此具體實(shí)施例中，如圖1a所示，加密域的H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏的具體過程為：②-1、將H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中所有絕對(duì)值大于32的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分成兩個(gè)空間，即將H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中的部分運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分成兩個(gè)空間，且兩個(gè)空間內(nèi)的每個(gè)CABAC二進(jìn)制串所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值大于32。運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值是由截?cái)嘁辉a和3階指數(shù)哥倫布編碼(EG3)完成二進(jìn)制化的，如果運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值小于9，則CABAC二進(jìn)制串僅僅由前綴組成；如果運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值大于或等于9，則CABAC二進(jìn)制串由前綴和后綴組成。表1給出了H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串。隱秘信息是通過替換表1中的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行嵌入的。表1H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串的TU前綴是采用常規(guī)編碼模式進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)編碼，而非旁路編碼模式。通過計(jì)算上下文索引(ctxIdx)來選擇上下文模型，并在選定的上下文模型中進(jìn)行概率的估計(jì)更新和算術(shù)編碼。上下文索引(ctxIdx)等于上下文索引起始偏移量(ctxIdxOffset)和上下文索引增量(ctxIdxInc)之和。根據(jù)H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)中指定，對(duì)于水平分量，上下文索引起始偏移量等于40；對(duì)于垂直分量，上下文索引起始偏移量等于47。對(duì)于運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串中的第一個(gè)比特串，上下文索引增量由下述公式得到，其中，e(A,B,cmp)＝|mvd(A,cmp)|+|mvd(B,cmp)|，A表示一個(gè)宏塊的左相鄰塊，B表示一個(gè)宏塊的上相鄰塊，cmp用于表示方向，指水平方向或垂直方向，mvd(A,cmp)表示A宏塊的cmp方向的運(yùn)動(dòng)矢量差分，mvd(B,cmp)表示B宏塊的cmp方向的運(yùn)動(dòng)矢量差分，計(jì)算時(shí)A宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分的方向與B宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量差分的方向一致，即兩者的運(yùn)動(dòng)矢量差分的方向要么為水平方向要么為垂直方向，符號(hào)“||”為取絕對(duì)值符號(hào)，e(A,B,cmp)的取值區(qū)間可以分成三個(gè)區(qū)域，即[0,3)、[3,32]、(32,+∞)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串中的剩余比特串，上下文索引增量由其比特位置確定，如表2所示。表2確定上下文索引增量的比特位置二進(jìn)制比特串上下文索引增量1由e(A,B,cmp)來判斷其值為0,或1,或2233445566或者更高6數(shù)據(jù)嵌入可能會(huì)引起|mvd(A,cmp)|和/或|mvd(B,cmp)|發(fā)生改變，使得e(A,B,cmp)的取值區(qū)間會(huì)發(fā)生改變。在這種情況下，數(shù)據(jù)嵌入后計(jì)算得到的上下文索引增量與原始的上下文索引增量會(huì)不一致，從而引起解碼錯(cuò)誤。為了解決這個(gè)問題，本發(fā)明方法僅僅選擇絕對(duì)值大于32的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串嵌入數(shù)據(jù)。即將表1中所有絕對(duì)值大于32的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分成第一空間C0和第二空間C1：如果運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值為奇數(shù)，則將該運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分到第一空間C0中；如果運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值為偶數(shù)，則將該運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分到第二空間C1中；也可以將絕對(duì)值為偶數(shù)的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分到第一空間C0中，將絕對(duì)值為奇數(shù)的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分到第二空間C1中。圖2給出了兩個(gè)空間中的CABAC二進(jìn)制串的對(duì)應(yīng)關(guān)系(第一空間和第二空間中相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)CABAC二進(jìn)制串所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值相差1)，由于絕對(duì)值大于32的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串的前綴都相同，因此圖2中僅列出了后綴部分。圖2中第一空間C0中的每個(gè)CABAC二進(jìn)制串所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值為奇數(shù)，第二空間C1中的每個(gè)CABAC二進(jìn)制串所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值為偶數(shù)。②-2、將加密域的H.264/AVC視頻中當(dāng)前識(shí)別出的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串定義為當(dāng)前二進(jìn)制串，將待嵌入的隱秘信息中當(dāng)前待嵌入的信息比特定義為當(dāng)前信息比特。②-3、判斷當(dāng)前二進(jìn)制串是否屬于第一空間C0或?qū)儆诘诙臻gC1，如果是，則采用映射方法將當(dāng)前信息比特嵌入到當(dāng)前二進(jìn)制串中，然后執(zhí)行步驟②-4；否則，對(duì)當(dāng)前二進(jìn)制串不進(jìn)行處理，然后執(zhí)行步驟②-4。在此，步驟②-3中采用映射方法將當(dāng)前信息比特嵌入到當(dāng)前二進(jìn)制串中的具體過程為：如果當(dāng)前信息比特為0且當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第一空間C0，則當(dāng)前二進(jìn)制串保持不變；如果當(dāng)前信息比特為0且當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第二空間C1，則用第一空間C0中與當(dāng)前二進(jìn)制串一一對(duì)應(yīng)的CABAC二進(jìn)制串替換當(dāng)前二進(jìn)制串；如果當(dāng)前信息比特為1且當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第二空間C1，則當(dāng)前二進(jìn)制串保持不變；如果當(dāng)前信息比特為1且當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第一空間C0，則用第二空間C1中與當(dāng)前二進(jìn)制串一一對(duì)應(yīng)的CABAC二進(jìn)制串替換當(dāng)前二進(jìn)制串。②-4、將加密域的H.264/AVC視頻中下一個(gè)識(shí)別出的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串作為當(dāng)前二進(jìn)制串，將待嵌入的隱秘信息中下一個(gè)待嵌入的信息比特作為當(dāng)前信息比特，然后返回步驟②-3繼續(xù)執(zhí)行，直至隱秘信息嵌入完畢，完成加密域的H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏，得到含隱秘信息的加密域的H.264/AVC視頻。由于隱秘信息提取與視頻解密是可完全分割的，因此隱秘?cái)?shù)據(jù)提取可在加密域完成，也可在解密域完成。如圖1b所示，在加密域完成隱秘?cái)?shù)據(jù)提取的具體過程為：③-1a、采用與步驟②-1相同的方式，將H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中所有絕對(duì)值大于32的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分成第一空間C0和第二空間C1。③-1b、在加密域，對(duì)含隱秘信息的加密域的H.264/AVC視頻碼流進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)解碼即進(jìn)行部分CABAC熵解碼，識(shí)別含隱秘信息的加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串。③-1c、將當(dāng)前識(shí)別出的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串定義為當(dāng)前二進(jìn)制串。③-1d、如果當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第一空間C0，則提取出信息比特0，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟③-1e；如果當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第二空間C1，則提取出信息比特1，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟③-1e；如果當(dāng)前二進(jìn)制串不屬于第一空間C0也不屬于第二空間C1，則直接執(zhí)行步驟③-1e。③-1e、在加密域，將下一個(gè)識(shí)別出的含隱秘信息的加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串作為當(dāng)前二進(jìn)制串，然后返回步驟③-1d繼續(xù)執(zhí)行，直至含隱秘信息的加密域的H.264/AVC視頻碼流中的所有運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串處理完畢，提取得到隱秘信息。在加密域完成隱秘?cái)?shù)據(jù)提取，即數(shù)據(jù)的嵌入和提取都是在加密域進(jìn)行的，可有效解決視頻內(nèi)容安全和隱私泄露問題。實(shí)施例二：本實(shí)施例提出的基于CABAC二進(jìn)制串映射的加密域H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏方法中的H.264/AVC視頻加密和加密域的H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏兩部分的處理過程，與實(shí)施例一給出的方法中的H.264/AVC視頻加密和加密域的H.264/AVC視頻數(shù)據(jù)隱藏兩部分的處理過程一致，不同之處僅在于本實(shí)施例給出的方法中的隱秘?cái)?shù)據(jù)提取在解密域完成。有些情況下用戶需要先對(duì)加密視頻進(jìn)行解密，然后從解密后的視頻中提取隱秘信息，例如，一個(gè)擁有加密密鑰(該密鑰即為加密時(shí)所利用的二值偽隨機(jī)序列對(duì)應(yīng)的密鑰)的授權(quán)用戶收到含隱秘信息的加密視頻，可以先用加密密鑰對(duì)視頻進(jìn)行解密，解密后的視頻仍然含有隱秘信息，該隱秘信息可以用于追蹤數(shù)據(jù)源。如圖1b所示，本實(shí)施例給出的方法在解密域完成隱秘?cái)?shù)據(jù)提取的具體過程為：③-2a、采用與步驟②-1相同的方式，將H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中所有絕對(duì)值大于32的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串分成第一空間C0和第二空間C1。③-2b、對(duì)含隱秘信息的加密域的H.264/AVC視頻碼流進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)解碼即進(jìn)行部分CABAC熵解碼，識(shí)別加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串和加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串，然后對(duì)加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串和加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行解密，再進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)編碼，得到解密后的含隱秘信息的H.264/AVC視頻碼流。在此，利用第一密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列對(duì)加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行解密，解密過程與加密過程一致，即從第一密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中按序取出LS1(LS1表示運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串)位，與運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行異或解密，并且密鑰為同一個(gè)，即加密和解密時(shí)所利用的二值偽隨機(jī)序列為同一個(gè)；利用第二密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列對(duì)量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行解密，解密的過程與加密時(shí)利用第二密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列對(duì)量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串加密的過程一致，即從第二密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中按序取出LS2(LS2表示量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串)位，與量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行異或解密，并且密鑰為同一個(gè)，即加密和解密時(shí)所利用的二值偽隨機(jī)序列為同一個(gè)。即：對(duì)加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行解密的過程為：1)將當(dāng)前識(shí)別出的加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串定義為當(dāng)前二進(jìn)制串。2)利用第一密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中的第k1位比特至第k1+LS1位比特對(duì)當(dāng)前二進(jìn)制串進(jìn)行按位比特異或解密，然后令k1＝k1+LS1+1，再執(zhí)行步驟3)，其中，k1的初始值為1，LS1表示當(dāng)前二進(jìn)制串的長(zhǎng)度，k1＝k1+LS1+1中的“＝”為賦值符號(hào)。3)將下一個(gè)識(shí)別出的加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串作為當(dāng)前二進(jìn)制串，然后返回步驟2)繼續(xù)執(zhí)行，完成識(shí)別出的所有加密的運(yùn)動(dòng)矢量差分符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串的解密。對(duì)加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串進(jìn)行解密的過程為：(1)將當(dāng)前識(shí)別出的加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串定義為當(dāng)前二進(jìn)制串。(2)利用第二密鑰生成的二值偽隨機(jī)序列中的第k2位比特至第k2+LS2位比特對(duì)當(dāng)前二進(jìn)制串進(jìn)行按位比特異或解密，然后令k2＝k2+LS2+1，再執(zhí)行步驟(3)，其中，k2的初始值為1，LS2表示當(dāng)前二進(jìn)制串的長(zhǎng)度，k2＝k2+LS2+1中的“＝”為賦值符號(hào)。(3)將下一個(gè)識(shí)別出的加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串作為當(dāng)前二進(jìn)制串，然后返回步驟(2)繼續(xù)執(zhí)行，完成識(shí)別出的所有加密的量化殘差系數(shù)符號(hào)的CABAC二進(jìn)制串的解密。③-2c、在解密域，對(duì)解密后的含隱秘信息的H.264/AVC視頻碼流進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)解碼即進(jìn)行部分CABAC熵解碼，識(shí)別解密后的含隱秘信息的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串。③-2d、將當(dāng)前識(shí)別出的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串定義為當(dāng)前二進(jìn)制串。③-2e、如果當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第一空間C0，則提取出信息比特0，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟③-2f；如果當(dāng)前二進(jìn)制串屬于第二空間C1，則提取出信息比特1，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟③-2f；如果當(dāng)前二進(jìn)制串不屬于第一空間C0也不屬于第二空間C1，則直接執(zhí)行步驟③-2f。③-2f、在解密域，將下一個(gè)識(shí)別出的解密后的含隱秘信息的運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串作為當(dāng)前二進(jìn)制串，然后返回步驟③-2e繼續(xù)執(zhí)行，直至解密后的含隱秘信息的H.264/AVC視頻中的所有運(yùn)動(dòng)矢量差分的絕對(duì)值的CABAC二進(jìn)制串處理完畢，提取得到隱秘信息。