[发明专利]数字视频来源取证方法

说明书

技术领域

本发明属于数字视频资源信息安全技术领域，具体涉及一种数字视频来源取证方法。

背景技术

本世纪初，数字视频已广泛应用于人们的日常生活和工作中，与此同时，视频编辑和处理软件的迅速发展，使得视频业余爱好者更容易利用这些视频编辑工具，修改视频内容而造出以假乱真的数字视频，这颠覆了人们“眼见为实”的传统观念。数字视频篡改和伪造如果被用于正式媒体、科学发现、保险和法庭证物等，将会对政治和社会稳定产生重要的影响。2007年捷克共和国的一家电视台播放了一段没有经过严格审查的视频，使得数以万计的观众看到了波希米亚发生核爆炸的假画面，几乎造成社会恐慌，其实它是由波希米亚的当地实景和核蘑菇云视频拼接而成的。另一方面，随着网络化的发展，出现了各种视频共享网站，例如YouTube、优酷。这些在线视频资源与传统的视频有很大的区别，它更私有化、可信度低。因此如何有效地监督和管理这些多媒体资源已经成为维持信息产业健康、稳定发展的关键。

随着网络带宽的扩增，数字视频资源正逐步取代文字和静止图像的地位，成为网络信息资源的主流，而便捷的视频编辑软件的出现使得视频篡改技术大众化，在这种情况下，数字视频资源的取证技术成为信息安全领域的一个热点。数字视频取证技术包括主动取证和被动取证两种，它们都可以对视频是否经过了篡改进行认证，但是各自有着不同的应用领域。现有的主动取证技术包括以鲁棒数字水印为代表的防伪技术，以脆弱数字水印为代表的防窜改技术，以及以数字指纹、数字签名为代表的认证技术。这些技术所采用的基本思路都是通过添加附加信息对数字视频进行真实性和完整性鉴别。但是目前的情况是，绝大部分的数码摄像机中并不含有数字水印或者数字摘要。随着视频伪造篡改技术迅速发展，主动取证技术由于受到应用条件的限制，已经无法从根本上遏制视频篡改发展，现在数字视频取证更注重被动取证技术研究。

当前有关视频被动取证技术的研究集中在两个方面：数字视频来源检测和篡改检测。数字视频来源检测是媒体认证的第一步，主要提供有关数字视频收集、处理、输出设备(如数字摄像机)的信息，简而言之，就是分析和回答“从何而来”和“怎样产生”的问题。数字视频来源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，即数字视频来源取证是直接依据媒体本身进行鉴别，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。最简单的一种方法就是查看视频文件头信息，一般数字摄像机等装置会在视频文件包头写入相关的系统信息、摄像机类型、编码模式、日期和时间等信息，但是这些信息都很容易被改变，可信度低；另一种方法就是利用编码器的内在属性和输出视频码流的统计特性来鉴别其来源，该方法可信度高、不易受攻击。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可信度高、不易受攻击的数字视频来源取证方法，该技术在不需要其他辅助信息(例如提前嵌入水印、视频头文件等)，单从视频编码流本身分析，鉴别出该视频文件是由哪个摄像机或软件编码器输出的，该方法针对性强，实用性强，不易受攻击。为此，本发明采用如下的技术方案。

一种数字视频来源取证方法，包括以下步骤：

(1)建立用于训练的样本库，样本库包括一些由摄像机拍摄后得到的视频序列和由各种软件编码器编码产生的视频序列，这些视频序列都是原始压缩序列；

(2)视频序列首先通过活动性与复杂度分析模块，计算每个图像组的活动性，并利用双门限将其划分为高活动性、中活动性、低活动性，其具体计算方法为：

i.首先根据公式(1)计算一个图像组(GOP)里每相邻两帧的亮度分量的能量差fd(x，y)：

fd(x，y)＝|f₁(x，y)-f₂(x，y)|    (1)

式中，f₁(x，y)和f₂(x，y)分别代表第1帧和第2帧中位于(x，y)位置的亮度块的DC系数值；

ii.然后计算总的平均能量差Fd：