[发明专利]数字视频多次压缩编码检测方法

说明书

技术领域

本发明属于数字视频检测技术领域，具体涉及一种适用于数字视频资源篡改检测的 方法。

背景技术

在21世纪初期，随着价格低廉的多媒体采集设备及其编辑软件的发展与普及，大量 经过编辑和篡改的数字视频像雨后春笋般地涌入了互联网。为了有效地验证多媒体资源 的来源真实性和完整性，科研人员提出了许多检测和认证方法，如数字水印、数字签名。 这些主动的取证技术采用的基本思路都是通过前期对多媒体资源添加附加信息，以便进 行认证。但是目前的情况是，仅有少数高端数字摄像产品具备数字水印或数字签名保护 机制，绝大多数的视频中并不含有数字水印或者数字摘要的检测信息。因此，随着视频 伪造篡改技术迅速发展，基于数字水印等技术的主动取证检测技术由于受到应用条件的 限制，无法从根本上遏制视频篡改发展，而只依赖媒体本身内部特性的被动盲取证技术 也就孕育而生。

视频被动取证技术是通过对数字视频资源自身的特征进行分析和检测，实现对数字 视频的来源进行跟踪和认证；以及对合成和润饰的数字视频信号进行修改鉴别的技术， 从而完成数字视频的原始性和完整性认证等保护功能。被动取证技术作为盲取证技术， 只需要取证方的参与就可以实施取证，可由取证方独立完成。而视频被动盲取证技术则 是直接依据数字视频媒体本身进行鉴别，不需要事先对数字视频做任何预处理如加入数 字水印，实用性更强。本发明涉及的视频篡改检测方法是视频被动取证技术的分支，主 要完成视频原始性和完整性认证。

在许多应用场景中，由于视频原始资源占据的存储空间非常庞大，视频资源在存储 和传输之前，都必须按照某个特定的国内外视频压缩编码标准进行压缩编码，如MPEG1、 MPEG2、MPEG4、H.261、H.263、H.264、AVS标准，并以对应的压缩编码格式文件形式 而存在，而各种视频编辑和篡改操作都可以认为是一个数字视频后处理操作。除了一些 简单的码流拼接编辑操作外，几乎所有的视频后处理操作(如过滤，添加滚动字幕和子 标题)都是在数字图像空间域或时间域进行的。即上述操作必须要把视频码流解码成图 像序列之后，才能对其内容进行处理。同样由于篡改后的视频需要大量的存储空间，篡 改视频也必须再次编码压缩并存为压缩格式文件。因此，视频二次或多次压缩操作是视 频后处理不可避免的一个环节，研究视频二次或多次压缩编码检测具有重要作用。检测 视频二次或多次压缩痕迹有利于视频原始性认证，是视频篡改检测的第一步，能够为相 关机构和部门提供必要的佐证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种视频篡改检测方法。该方法利用视频资源经过二次或多 次压缩编码操作后，其帧内、帧间的量化后的变换系数的统计分布发生的规律性变化， 从变换系数数据分布曲线的凸凹特性、光滑度两方面出发提取多组特征量，并构建相应 的检测模型。通过这些数字视频本身的统计特征，结合成熟的分类检测算法，检测出待 测数字视频资源是否经过二次或多次视频压缩编码，达到过滤出可能经过篡改操作的视 频文件的目的，实现对数字视频资源的有效监管。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种数字视频多次压缩编码检测方法，包括以 下步骤：

(1)建立一个已知经过一次或多次压缩的视频文件的样本库；

(2)对视频文件里的视频数据进行部分解码，获取其量化后的变换系数如DCT系数、 量化尺度因子；

(3)根据数字视频帧类型把视频数据分为帧内编码帧数据即I帧数据、前向预测编码 帧数据即P帧数据和双向预测编码帧数据即B帧数据三大类数据集；

(4)在每个数据集内，再根据每个编码块的量化尺度因子数值，将量化后的DCT系数 块划分成多个子集，每个子集中的8×8DCT系数块都拥有同一个量化尺度因子q；

(5)对三种视频帧类型数据中的每个子集，分别统计其低频位置上的量化后的DCT系 数，将每个低频位置的DCT系数值均绘制成一条归一化的直方图曲线H(q；p，n)，其中q 表示块的量化尺度因子，p表示低频位置，n表示量化DCT系数的值；

(6)定义计算曲线上的点的凸特性的检测函数T(q，p，n)，：