[发明专利]一种基于眼动特征的换脸视频篡改检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于眼动特征的换脸视频篡改检测方法，其特征在于，包括下述步骤：

逐帧检测待测视频中的人眼区域并对眼部特征点进行定位；

根据眼部特征点预测眼球中心位置；

逐帧计算待测视频各帧的视线方向向量；

根据所述的视线方向向量，计算待测视频各帧的视线变化率序列和视线转移方向序列；

根据待测视频各帧的视线变化率序列计算单眼灵活度，具体计算公式为：

其中，A表示整段视频眼球的灵活度，vⁱ表示第i帧图像的视线变化率，表示整段视频帧视线变化率的均值，n表示视频的帧数；

根据待测视频双眼的视线变化率序列计算双眼视线变化率吻合度，根据待测视频双眼的视线转移方向序列计算双眼视线转移方向吻合度；

根据待测视频双眼的视线变化率序列计算双眼视线变化率吻合度，具体计算公式为：

M_v＝corrV_l，V_r

其中，M_v表示双眼视线变化率吻合度，V_l，V_r分别表示所有视频帧左、右眼视线变化率序列，corrV_l，V_r表示V_l与V_r之间的皮尔逊相关系数，分别表示第i帧视频图像左、右眼视线变化率，分别表示V_l，V_r的均值；

根据待测视频双眼的视线转移方向序列计算双眼视线转移方向吻合度，具体计算公式为：

M_d＝corrD_l，D_r

其中，M_d表示双眼视线转移方向吻合度，D_l，D_r分别表示所有视频帧左、右眼视线转移方向序列，corrD_l，D_r表示D_l与D_r之间的皮尔逊相关系数，分别表示第i帧视频图像左、右眼视线转移方向，分别表示D_l、D_r的均值；

根据待测视频的单眼灵活度、双眼视线变化率吻合度和双眼视线转移方向吻合度判断视频是否经过换脸篡改。

2.根据权利要求1所述的基于眼动特征的换脸视频篡改检测方法，其特征在于，所述逐帧检测待测视频中的人眼区域并对眼部特征点进行定位，具体步骤为：

采用FFmpeg工具包对待测视频进行解码分帧，采用CLNF方法检测眼部区域并定位眼部特征点。

3.根据权利要求1所述的基于眼动特征的换脸视频篡改检测方法，其特征在于，所述逐帧计算待测视频各帧的视线方向向量，具体步骤为：

所述眼部特征点包括眼球中心、眼睑、虹膜和瞳孔，建立以眼球中心为原点的坐标系，所述原点到瞳孔坐标的射线设为视线方向，所述原点与瞳孔坐标的坐标差设为视线方向向量。

4.根据权利要求1所述的基于眼动特征的换脸视频篡改检测方法，其特征在于，所述计算待测视频各帧的视线变化率序列和视线转移方向序列，具体步骤为：

计算前后帧视线方向向量的夹角得到视线变化率，计算公式为：

其中，依次表示视频第i帧图像视线在x，y，z三个方向上的分量，vⁱ表示视频第i帧视线变化率，

计算前后帧眼部特征点中瞳孔的位置在xOy平面上运动向量与x轴的夹角得到视线转移方向，计算公式为：

其中，表示视频第i帧图像视线方向向量，dⁱ表示视频第i帧的视线转移方向，sgn(x)表示符号函数；

计算得到各帧的视线变化率序列V＝{vⁱ，i∈[1，N]}，以及各帧的视线转移方向序列D＝{dⁱ，i∈[1，N]}。