用X265对HEVC/H.265视频进行隐写steganography---一、基本工具

概述

写个用X265对HEVC/H.265视频隐写的指南，希望对大家有帮助。

基本工具如下(全部windows平台):

1. X265(编码器)

2. elecard HEVC analyzer（265文件的分析软件，可以用来查看是否参数按你想要的方式修改成功了）

3. ffmpeg/HM（解码器，任选）

4. 测试序列

所有相关程序也可在以下网盘中下载：
链接：https://pan.baidu.com/s/1qQUlGu3CRaKa8W4cmTvlGA
提取码：jy83

HEVC标准测试序列也贴下网盘：
链接：https://pan.baidu.com/s/1kyjCXumOYWmycdg-lXN4Qg
提取码：af9b

1.X265的安装及测试

在 http://x265.org.官网Get Involved栏点击contribute to x265，进入后点download
（现在好像需要注册）

X265对应的文档在https://x265.readthedocs.io/en/master/,里面command line options可以查到所有的命令行代码

x265环境需要nasm和cmake，之前官网中有提示安装，现在好像没找到（越来越不友好了）

cmake:https://cmake.org/download/,下载对应版本，一路确定往下直到安装完成,重启电脑后，命令行输入camke出现提示即安装成功

nasm:https://www.nasm.us/pub/nasm/releasebuilds/?C=M;O=D,进入对应版本目录，根据电脑选win32/win64，下载exe，一路确定完成

环境完成后，解压x265_2.8，进入build文件夹，选择你对应的VS版本号的进入，例如我安装的是VS2017，64bit则进入vc15-x86_64目录，点击make-solutions.bat.等一会出现以下界面

直接点击Configure，下面提示栏出现Configure done之后 点击Generate,出现Generating done之后直接右上角关闭即可（图中尴尬的出现NOT FIND NASM，不影响后面任何操作）

然后在同一目录下，你会发现他生成了一大堆文件，直接双击打开x265.sln，进入vs2017界面。右键点击CLI，设为启动项目，如下图所示（即CLI变粗即可，默认是allbulid）,右键cli->生成，即可生成项目，形成exe。

为了以后在VS里面进行单步调试，我们需在VS中用调试模式进行运行。右键cli->属性，出现的界面中配置属性->调试，工作目录那栏看到工作目录，默认应该是x265_2.8\build\vc15-x86_64这个文件夹，即以后所有的相对路径的根目录是这个目录。

我们将SlideEditing_1280x720_30.yuv拷入这个目录，当然你放在其他地方给绝对路径也可以。

在右键cli->属性，出现的界面中配置属性->调试命令参数那行，输入以下参数

-p 5 --rect --input ./SlideEditing_1280x720_30.yuv --input-res 1280x720 --fps 30 --output ori.265 --profile main --keyint 10 --no-scenecut --b-adapt 0 --bframes 0 --qp 20

再说一次，任何命令行参数都可在官方文档查到https://x265.readthedocs.io/en/master/,command line options

点击本地window调试器，进入调试运行。

出现以下命令即压缩过程成功

最终在工作目录下面生成ori.265。x265初步运行即成功。ori.265可以直接用potplayer观看，也可用elecard进行查看参数

注意事项：勿在工作目录中的ori.265和yuv被其他程序占用时进行压缩，会报错，特别是之后用elecard看265时，需要关闭elecard里面的文件才能进行压缩。当然你可以把工作目录里的265拷到其他地方去，这样就没问题了。

2.elecard HEVC analyzer的基本使用

从官网上或开头的网盘中下载elecard软件，打开。

左上角file->open media,找到你刚才生成的ori.265

一般，HEVC隐写分为帧内隐写和帧间隐写，帧内隐写的常见载体有，帧内预测模式，帧内的DCT系数，帧内的分块结构。帧间隐写有运动向量，分块结构等等。下面介绍一下常见的这些参数在哪里看。

2.1 CU\PU\TU划分

软件上方按此结构选择

这样，橘黄色代表帧内预测块，无色代表skip，蓝色代表inter预测块。示例中序号7这一帧看到三种块同时出现。
右侧cu栏显示了我们鼠标指向的CU对应的结构。
根据不同的算法，我们可以对type,CU的大小进行任意修改，从而让整个CTU的划分按我们想要的隐写后的结构来。具体后面文章进行示例。

比如第一帧这个位置，是个8x8的CU划分成了4个4x4的PU和TU

2.2 帧内预测模式

如上图，我们可以看到这一块CU中我们鼠标指向的PU的intra type luma是11，即帧内方向是11，隐写需要改的就是这个11。一般不修改色度块，只改亮度块。

2.3 运动向量

同样，右侧也显示了对应的运动向量信息，如下图，这一块是一个merge模式的，运动向量是0,-16的PU块，CU划分模式是NX2N，即竖着划。我们隐写需要改的就是这个0,-16，当然，一般不改merge模式块下的运动向量，而是改非merge的运动向量。

2.4 DCT/DST系数

我们可以在左侧pixels栏 ，上方下拉transform看到所有量化后的DCT/DST系数（解码端），一般进行DCT/DST隐写即修改这部分参数。
每个小白块有1-3个值，第一行是我们需要修改的亮度DCT/DST的值，如第一个-62。后面的两个0,0代表U和V通道的值，可以发现这个YUV是个YUV420格式的YUV，4个方形块共享一个U和V的值。UV值一般我们不关注，隐写只修改Y分量，即第一行的DCT/DST值。

这一栏还可以看到好多其他的数值，如解码端的残差和解码值。

基本工具就介绍到这里，之后介绍如何在X265中进行以上各个参数位置的隐写算法的基本修改方式。