随着网络和多媒体技术的飞速发展,数字化多媒体信息的应用和传播越来越普及,信息安全问题变得日益突出。影音、图像和软件的侵权盗版行为严重影响相关的产业和市场秩序,更有甚者,为实现自身利益,对多媒体作品非法使用,进行攻击、篡改和伪造,使信息的完整性和真实性受到质疑和威胁。在这样的背景下,信息隐藏技术迅速发展,成为隐秘通信和版权保护的有效手段,可以有效遏制数字化多媒体的非法使用。在多媒体信息隐藏技术的研究中,数字视频的信息隐藏技术是极其重要的组成部分,应用非常广泛。视频文件原始数据量极大,通常是以压缩的形式进行存储和传输的,而HEVC是最新一代视频压缩编码标准,研究HEVC标准下的视频信息隐藏算法具有较高的现实意义和理论价值。本文首先对信息隐藏技术的研究背景、意义和国内外研究现状做了阐述,之后详细介绍了视频信息隐藏技术,包括技术特点、分类和评价标准,对HEVC编解码技术做了深入剖析,并在此基础上开展了相关关键技术研究:1、深入分析了HEVC视频编解码技术,主要对HEVC编解码框架、HEVC关键技术如帧间预测编码、变化、量化和熵编码做了概述,并详细阐述了HEVC帧内预测编码以及与H.264/AVC帧内编码的差异性分析,为论文开展基于HEVC标准下的信息隐藏工作奠定了基础。2、提出了一种基于帧内预测模式奇偶性的HEVC视频信息隐藏算法,利用像素值的LBP标准差阈值选择帧内4×4亮度块进行信息隐藏,有效降低调制预测模式带来的视频质量下降的影响。嵌入信息前先对隐秘信息做预处理,由隐秘信息自身作为密钥选取嵌入位置。利用拉格朗日率失真模型自适应的选取帧内编码模式以决定是否嵌入隐秘信息。为了减小调制预测模式对视频质量的影响,调制过程是将最优预测模式变为与隐秘信息奇偶性相匹配的模式中率失真开销最小的预测模式。提取信息只需对预测模式解码即可,满足实时性要求。3、提出了一种基于帧内预测模式和分组码的HEVC视频信息隐藏方法。首先,利用分组码的标准阵列译码方法,建立(4,3)码标准阵列译表。然后,根据译码表与预测模式的映射关系,调制帧内4×4亮度块的预测模式嵌入隐秘信息。最后,对调制后的4×4亮度块重新编码,使得在连续4个4×4帧内亮度块嵌入3比特隐秘信息,平均修改1.25位预测模式,减小因调制预测模式对视频造成的影响。实验结果表明所提算法的PSNR值下降在0.05dB以内,码率增长在1%左右,算法能很好的保证视频主客观质量,对视频的编码比特率影响很小。4、提出了两种基于预测模式差值的HEVC视频信息隐藏算法。第一种方法是先将预测模式映射成角度值,通过建立的隐秘信息和预测模式角度差的映射关系,调制模式之间的角度差完成信息嵌入,在两个预测模式中嵌入两比特隐秘信息只需要修改一位预测模式,减小对载体的影响。第二种方法采用图像信息隐藏中的PVD(Pixel Value Difference)方案,直接利用预测模式的差值嵌入隐秘信息,在两个预测模式中嵌入三比特隐秘信息,提高信息隐藏的嵌入容量。实验结果表明所提两种隐藏算法都能很好的保证视频主客观质量,对视频的编码比特率影响很小。5、提出了一种大容量的HEVC视频信息隐藏算法,通过调制帧内4×4亮度块的预测模式完成信息嵌入。根据统计的最优预测模式和次优预测模式的概率分布情况,建立预测模式和隐秘信息的分组映射关系,基于映射关系调制预测模式嵌入隐秘信息。信息的提取过程只需对码流中的预测模式进行解码。实验结果表明算法可以进行大容量信息隐藏,并且能很好的保证视频主客观质量。6、为了验证上述提出的基于帧内预测模式的HEVC信息隐藏算法的有效性,实现了一个基于HEVC视频的信息隐藏系统,可以将隐秘信息嵌入到yuv格式的视频文件中,利用HEVC编码标准对视频进行压缩编码,并通过编码比特率、PSNR亮度值和编码时间等指标表明算法的隐蔽性和实时性。