多層結(jié)構(gòu)化編碼單元中數(shù)據(jù)隱藏的方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及提供用于將分層編碼單元的值隱藏在編碼單元包括的其它值中的方法(編碼方法)。此外，本發(fā)明專利技術(shù)還涉及用于從已編碼的編碼單元重構(gòu)隱藏數(shù)據(jù)的方法(解碼方法)。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及這些編碼和/或解碼方法在裝置中和(非瞬時性)計算機(jī)可讀介質(zhì)上的實(shí)施。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)，數(shù)據(jù)被隱藏到分層結(jié)構(gòu)化編碼單元的不同層的值中。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及提供用于將分層編碼單元的值隱藏在編碼單元包括的其它值中的方法(編碼方法)。此外，本專利技術(shù)還涉及用于從已編碼的編碼單元重構(gòu)隱藏數(shù)據(jù)的方法(解碼方法)。本專利技術(shù)還涉及這些編碼和/或解碼方法在裝置中和(非瞬時性)計算機(jī)可讀介質(zhì)上的實(shí)施。
技術(shù)介紹
有損數(shù)據(jù)壓縮具有許多用途，尤其是在通信、廣播、娛樂和安全中。視頻壓縮是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因?yàn)橐筝^大的壓縮比才能通過現(xiàn)有通信信道傳輸高質(zhì)量且高分辨率的圖片。這項(xiàng)任務(wù)在無線和移動通信或媒體實(shí)時編碼的環(huán)境中甚至更具挑戰(zhàn)性。新近采用的ITU-T H.265/HEVC標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 23008-2:2013，信息技術(shù)—異構(gòu)環(huán)境中的高效編碼和媒體發(fā)送—第二部分：高效視頻編碼(Information technology-High efficiency coding and media delivery in heterogeneous environments–Part2:High efficiency video coding)，2013年11月)聲明了一組最新視頻編碼工具，這些視頻編碼工具提供了編碼效率與計算復(fù)雜度之間的合理平衡。Gary J.Sullivan在2012年12月的IEEE視頻技術(shù)的電路和系統(tǒng)會刊(IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology)第22卷第12期的文章“高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding，HEVC)標(biāo)準(zhǔn)概述(Overview of the High Efficiency Video Coding(HEVC)Standard)”中給出了ITU-T H.265/HEVC標(biāo)準(zhǔn)的概述，其全部內(nèi)容以引入的方式并入本文本中。與ITU-T H.264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)類似，HEVC/H.265視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)提供了一種源圖片到塊，例如編碼單元(coding unit，CU)的劃分。每個CU還可以分為較小CU或預(yù)測單元(prediction unit，PU)。可以根據(jù)應(yīng)用于PU像素的處理類型對PU進(jìn)行幀內(nèi)和幀間預(yù)測。在幀間預(yù)測的情況下，PU表示通過運(yùn)動補(bǔ)償使用為PU指定的運(yùn)動向量來處理的像素區(qū)域。對于幀內(nèi)預(yù)測，PU為一組變換單元(transform unit，TU)指定預(yù)測模式。TU可以具有不同大小(例如，4x4、8x8、16x16和32x32像素)并且可以通過不同的方式處理。針對TU正執(zhí)行變換編碼，即，正使用離散余弦變換(discrete cosine transform，DCT)對預(yù)測誤差進(jìn)行變換以及量化。將產(chǎn)生的量化變換系數(shù)分組為CG，每個CG有16個量化變換系數(shù)。如上所述，對圖片的塊進(jìn)行編碼的這些標(biāo)準(zhǔn)的核心工具或類似專有編解碼器為幀內(nèi)和幀間預(yù)測、頻譜變換(例如，離散余弦變換或其整數(shù)近似)和量化。幀間和幀內(nèi)預(yù)測工具用于為給定塊生成預(yù)測信號。在編碼器側(cè)，將源塊與其預(yù)測之間的差異，所謂的殘差信號，變換為它們的頻譜，即，通過頻域中的變換系數(shù)來表示源塊像素。此外，將系數(shù)量化。非零和零量化變換系數(shù)通常分別稱為重要系數(shù)和不重要系數(shù)。對包括量化變換系數(shù)和側(cè)信息(例如，用于幀內(nèi)編碼的幀內(nèi)預(yù)測模式和用于幀間編碼的運(yùn)動向量)的所有語法元素進(jìn)行二值化和熵編碼。壓縮的H.265/HEVC比特流中的熵編碼后系數(shù)的部分可超過80％。對量化變換系數(shù)進(jìn)行編碼的階段如下：-對最后的重要系數(shù)，即，最后的非零量化變換系數(shù)，的位置進(jìn)行編碼。-對用于恢復(fù)所有非零系數(shù)的位置的重要性圖進(jìn)行編碼。-重要系數(shù)的符號編碼。-重要系數(shù)的量級編碼。這些階段在量化變換系數(shù)的環(huán)境中執(zhí)行，量化變換系數(shù)被分為所謂的系數(shù)組(coefficient group，CG)。每個CG是一個通常由4x4個系數(shù)組成的子集。顯式符號編碼要求對每一個重要系數(shù)一個符號位進(jìn)行編碼。然而，ITU-T H.265/HEVC標(biāo)準(zhǔn)采用稱為符號位隱藏(Sign Bit Hiding，SBH)的新工具。這個技術(shù)背后的基本理念是使用屬于給定CG的重要系數(shù)的最小重要位之和的奇偶校驗(yàn)來隱式表示該CG內(nèi)的第一重要系數(shù)的符號。這個工具不是應(yīng)用到所有CG，而是僅應(yīng)用到滿足閾值條件的那些CG，閾值條件即第一與最后重要系數(shù)的位置差應(yīng)大于或等于四。根據(jù)負(fù)責(zé)開發(fā)H.265/HEVC標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼聯(lián)合組(Joint Collaborative Team on Video Coding，JCT-VC)提供的結(jié)果，這個工具對于JCT-VC測試中使用的廣泛視頻序列降低了相同質(zhì)量下的比特率。這證實(shí)了，尤其是SBH，一般而言是數(shù)據(jù)隱藏，可以是有效的壓縮工具。除了視頻壓縮，數(shù)據(jù)隱藏還可以用于不同的數(shù)字權(quán)限管理(Digital Rights Management，DRM)應(yīng)用(例如，數(shù)字水印)中。這是用于載波信號中的內(nèi)嵌數(shù)字信息的DRM技術(shù)之一(參見例如Tirkelet等人的“電子水印(Electronic Water Mark)”，數(shù)字圖像計算：技術(shù)和應(yīng)用(Digital Image Computing:Techniques and Applications，DICTA)，1993，麥考瑞大學(xué)，第666-673頁)。該隱藏信息可以用于驗(yàn)證載波信號的真實(shí)性或完整性或用于顯示其所有者的身份。在這種情況下，如果應(yīng)對同一目標(biāo)值集合執(zhí)行若干隱藏操作，那么這些操作可能會互相干擾。如果隱藏操作修改了集合的一個值而不考慮這個修改對先前隱藏操作期間隱藏的數(shù)據(jù)的影響，那么會發(fā)生這種干擾。因此，隱藏操作的簡單合并會導(dǎo)致產(chǎn)生不可解碼的比特流。作為這一情況的示例，可以考慮隱藏TU的量化變換系數(shù)內(nèi)的一組標(biāo)記，如果還應(yīng)為這些系數(shù)執(zhí)行SBH。如果單獨(dú)執(zhí)行標(biāo)記隱藏操作(即，其與SBH不配套)，那么會不恰當(dāng)?shù)貓?zhí)行提取隱藏符號。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
一個目的是提議一種用于基于編碼單元中包括的數(shù)據(jù)(值)輸入集對待編碼的數(shù)據(jù)單元(所述編碼單元)的多段數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的新穎方法。另一個目的是提議一種用于再次對所述已編碼的數(shù)據(jù)單元中的所述多段數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的方式。此外，再一個目的是提議一種數(shù)據(jù)隱藏機(jī)制，其中可以分別執(zhí)行若干隱藏操作而不引起干擾，產(chǎn)生不可解碼的編碼后數(shù)據(jù)。根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，待編碼的數(shù)據(jù)單元具有分層結(jié)構(gòu)。這意味著，例如，屬于所述編碼單元的數(shù)據(jù)的各個值對應(yīng)提供所述編碼單元的若干層的分層結(jié)構(gòu)。所述第一方面的理念是使用數(shù)據(jù)隱藏模式隱藏屬于相應(yīng)給定層的信息(例如，值)，基于所述編碼單元的其它信息。其上應(yīng)用有相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式的所述其它數(shù)據(jù)可以視為針對相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式的值的輸入集。若干數(shù)據(jù)隱藏模式可基于值的相同輸入集、值的部分交疊的輸入集或值的不同輸入集，或甚至它們的組合。根據(jù)所述第一方面的第一示例性實(shí)施方式，提供了一種用于將分層編碼單元的值隱藏在所述編碼單元包括的其它值中的方法(編碼方法)。在所述方法中，提供了數(shù)據(jù)隱藏模式的分層堆棧。所述數(shù)據(jù)隱藏模式用于在所述編碼單元的不同層處隱藏所述編碼單元的所述值。所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的每一個均具有與其關(guān)聯(lián)的校驗(yàn)函數(shù)，用于在所述編碼單元的所述層之一處隱藏所述編碼單元的所述值中的一個或多個。針對所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的每一個，執(zhí)行以下操作：(i)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于將分層編碼單元的值隱藏在所述編碼單元包括的其它值中的方法，其特征在于，所述方法包括：提供數(shù)據(jù)隱藏模式的分層堆棧用于在所述編碼單元的不同層處隱藏所述編碼單元的所述值，其中所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的每一個均具有與其關(guān)聯(lián)的校驗(yàn)函數(shù)，用于在所述編碼單元的所述層之一處隱藏所述編碼單元的所述值中的一個或多個；針對所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的每一個，執(zhí)行以下操作：(i)基于所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的相應(yīng)一個數(shù)據(jù)隱藏模式從所述編碼單元的所述其它值中選擇的值計算所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式的所述校驗(yàn)函數(shù)；(ii)確定所述校驗(yàn)函數(shù)的結(jié)果是否對應(yīng)將由所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式隱藏的所述編碼單元的值；(iii)若否，則修改所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式從所述編碼單元的所述其它值中選擇的所述值中的至少一個，使得步驟(ii)中的所述校驗(yàn)函數(shù)的所述結(jié)果對應(yīng)將由所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式隱藏的所述編碼單元的所述值；其中所述已編碼的編碼單元包括如在步驟(iii)中針對所有數(shù)據(jù)隱藏模式修改的所述編碼單元的所述其它值。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】1.一種用于將分層編碼單元的值隱藏在所述編碼單元包括的其它值中的方法，其特征在于，所述方法包括：提供數(shù)據(jù)隱藏模式的分層堆棧用于在所述編碼單元的不同層處隱藏所述編碼單元的所述值，其中所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的每一個均具有與其關(guān)聯(lián)的校驗(yàn)函數(shù)，用于在所述編碼單元的所述層之一處隱藏所述編碼單元的所述值中的一個或多個；針對所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的每一個，執(zhí)行以下操作：(i)基于所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的相應(yīng)一個數(shù)據(jù)隱藏模式從所述編碼單元的所述其它值中選擇的值計算所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式的所述校驗(yàn)函數(shù)；(ii)確定所述校驗(yàn)函數(shù)的結(jié)果是否對應(yīng)將由所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式隱藏的所述編碼單元的值；(iii)若否，則修改所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式從所述編碼單元的所述其它值中選擇的所述值中的至少一個，使得步驟(ii)中的所述校驗(yàn)函數(shù)的所述結(jié)果對應(yīng)將由所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式隱藏的所述編碼單元的所述值；其中所述已編碼的編碼單元包括如在步驟(iii)中針對所有數(shù)據(jù)隱藏模式修改的所述編碼單元的所述其它值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)隱藏模式的所述分層堆棧定義了解耦的數(shù)據(jù)隱藏模式。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，每個層與所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的一個或多個關(guān)聯(lián)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)隱藏模式包括以下項(xiàng)中的至少一項(xiàng)：基于抽取的數(shù)據(jù)隱藏模式、一個或多個規(guī)律性數(shù)據(jù)隱藏模式，以及一個或多個偽隨機(jī)數(shù)據(jù)隱藏模式。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，針對所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的每一個，所述方法還包括：如果在步驟(iii)中用于修改所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式從所述編碼單元的所述其它值中選擇的所述值中的至少一個的算法沒有修改所述值使得步驟(ii)中的所述校驗(yàn)函數(shù)的所述結(jié)果對應(yīng)將由所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式隱藏的所述編碼單元的所述值，則重復(fù)步驟(i)至(iii)，直到步驟(ii)中的所述校驗(yàn)函數(shù)的所述結(jié)果對應(yīng)將由所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式隱藏的所述編碼單元的所述值。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，當(dāng)使用所述數(shù)據(jù)隱藏模式的第一數(shù)據(jù)隱藏模式和第二數(shù)據(jù)隱藏模式分別執(zhí)行步驟(i)至(iii)時，已被所述第一數(shù)據(jù)隱藏模式選擇出且已在步驟(iii)中修改的所述編碼單元的那些一個或多個其它值，如果被所述第二數(shù)據(jù)隱藏模式在第二迭代中選擇，則在針對所述第二數(shù)據(jù)隱藏模式執(zhí)行步驟(i)至(iii)時，在步驟(iii)中不再次修改。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，針對所述數(shù)據(jù)隱藏模式之一在步驟(iii)中修改的所述至少一個值，在為另一數(shù)據(jù)隱藏模式執(zhí)行步驟(i)至(iii)時，被認(rèn)為是替代原始值。8.一種用于從已編碼的編碼單元重構(gòu)隱藏值的方法，其特征在于，所述方法包括：提供數(shù)據(jù)隱藏模式的分層堆棧，編碼器已使用所述堆棧隱藏所述編碼單元的所述值，其中所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的每一個均具有與其關(guān)聯(lián)的校驗(yàn)函數(shù)；針對所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的每一個，基于所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的相應(yīng)一個數(shù)據(jù)隱藏模式從所述編碼單元的所述其它值中選擇的值計算所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式的所述校驗(yàn)函數(shù)，其中所述校驗(yàn)函數(shù)的結(jié)果對應(yīng)重構(gòu)的隱藏值之一。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述編碼單元包括的所述值是所述編碼單元的最低分層的值，其中所述數(shù)據(jù)隱藏模式的所述校驗(yàn)函數(shù)基于所述編碼單元包括的所述值計算。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的相應(yīng)一個數(shù)據(jù)隱藏模式從所述編碼單元的所述最低分層的所述值的相應(yīng)子集中選擇的值計算所述數(shù)據(jù)隱藏模式的所述校驗(yàn)函數(shù)，其中所述數(shù)據(jù)隱藏模式與除所述編碼單元的所述最低分層之外的一層關(guān)聯(lián)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，基于所述子集的大小確定所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的相應(yīng)一個數(shù)據(jù)隱藏模式的大小，其中所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式的所述校驗(yàn)函數(shù)根據(jù)所述子集大小計算。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，除所述最低分層之外的一層中的相應(yīng)子集包括所述編碼單元的所述最低分層的那些值，所述值分層地屬于所述相應(yīng)層的組織數(shù)據(jù)單元。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，基于屬于所述相應(yīng)層的相應(yīng)組織數(shù)據(jù)單元的值的子集大小確定適用于所述相應(yīng)層的所述相應(yīng)組織數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)隱藏模式的數(shù)目和/或大小，其中所述校驗(yàn)函數(shù)根據(jù)所述子集大小計算。14.根據(jù)權(quán)利要求10至13之一所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)隱藏模式中的相應(yīng)一個數(shù)據(jù)隱藏模式的大小等于所述子集大小或?yàn)樗鲎蛹笮〉某龜?shù)，其中所述相應(yīng)數(shù)據(jù)隱藏模式的所述校驗(yàn)函數(shù)根據(jù)所述子集大小計算。15.根據(jù)權(quán)利要求1至14之一所述的方法，其特征在于，所述編碼單元的所述值表示圖像的像素塊，所述編碼單元具有一個或多個預(yù)測單元、一個或多...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：阿列克謝·康斯坦丁諾維奇·菲利波夫，瓦西里·亞歷斯維奇·拉夫特斯基，
申請(專利權(quán))人：華為技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44