[发明专利]一种视频帧间篡改被动认证方法

说明书

技术领域

本发明属于视频检测技术领域，更为具体地讲，涉及一种视频帧间篡改被动认证方法。

背景技术

随着网络技术和和硬件技术以及商业模式的发展，视频已经广泛的应用于娱乐、安防、教育、交通等各大领域。与此同时，视频处理相关技术和软件也相继发展与应用也给视频的完整性带来巨大的挑战。有些恶意篡改是为了达到嫁祸他人或者传播谣言等目的，这些违法篡改的视频信息可能对社会造成一定程度的不良影响。因此如何能够有效地防止和检测数字多媒体信息资源的恶意篡改，已经在信息安全领域引起了高度的重视。目前主动认证已经得到了很大的发展，且广泛应用于版权认证、安防等方面。但是目前视频被动认证研究还是比较少，大多都停留在图片被动认证的研究基础上。

对于目前的研究现状，本文暂且将其大致分为：基于扫描方式被动检测、基于压缩方式被动检测、基于噪声被动检测以及基于内容被动检测四类。基于扫描方式：W.Wang和H.Farid一文中根据篡改对的逐行和隔行的扫描的视频分别引起相关参数的变化来实现检测。基于噪声模式被动检测主要有Hsu提出利用噪声残留统计特性来实现被动检测，分析划分的宏块之间的噪声残留的时间相关性来定位篡改位置；Michihiro提出在固定镜头的视频中基于噪声特性，定位可疑篡改区域；H.Farid中利用篡改后，视频需要再次压缩这一弊端，研究MPEG视频再次压缩引入的一些静态和时域的统计特性的扰动，并由此检测篡改；W.Q.Luo在文中研究了MPEG压缩的引起块效应，并由建立帧间块效应模型来检测篡改。基于内容篡改检测：J.Zhang提出了利用模糊强度值来检测标识移除的帧内篡改，在针对帧内物体的移动或者移除的篡改，可以借助于修复痕迹“鬼影”来进行检测。J.Chao利用帧间光流一致性来检测帧间篡改；目前没有比较完备的算法能够同时解决帧间篡改和帧内篡改，针对帧间篡改检测相对较少，且对于帧删除的检测效果不是很理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种视频帧间篡改被动认证方法，通过截取视频的横或纵截面，将每帧的截得的像素线形成像素带，再利用直方图相交法来计算像素带之间的相关性，从而辨别视频是否被改动。

为实现上述发明目的，本发明一种视频帧间篡改被动认证方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、获取视频像素带

设待检测视频是长度为L帧、画面高度为H、宽度为W的图像序列S；

(1)、获取视频像素带

设待检测视频是长度为L帧、画面高度为H、宽度为W的图像序列S；

(1.1)、获取图像序列S中每一帧的像素线

在图像序列S中每一帧的同一水平位置或同一垂直位置上的进行像素提取，得到每一帧的像素线；

即：在第i帧水平方向上生成的横向像素线为：

其中，k表示横向像素线的纵坐标值，XOY表示坐标轴；

在第i帧垂直方向上生成的纵向像素线为：

其中，k'表示纵向像素线的横坐标值；

(1.2)、生成像素带

把提取的各帧的横向像素线按原有的时空顺序拼接起来，其中相邻的四条像素线形成一条横向像素带

再将所有的横向像素带组合成横向像素带集合B_h；

把提取的各帧的纵向像素线按原有的时空顺序拼接起来，其中相邻的四条像素线形成一条纵向像素带

再将所有的纵向像素带组合成纵向像素带集合B_v；

(2)、利用直方图相交法计算像素带集合中每相隔四条像素带的两像素带之间的相关系数

设定统计直方图的离散函数

其中，P代表统计直方图的特征值，M是特征值的取值个数，n_p是统计直方图中具有特征值为P的像素的个数，N是统计直方图中像素的总数；

利用直方图相交法计算横向、纵向像素带集合中每相隔四条像素带的两像素带之间的相关系数；

则横向像素带与的相关系数R_h(i)可表示为：

进而得到横向像素带相关系数集合：

R_h＝{R_h(1),R_h(2),…,R_h(L-7)}

纵向像素带与的相关系数R_v(i)可表示为：