论文部分内容阅读
随着高质量数字摄像机和功能复杂视频编辑软件的出现,对视频进行恶意篡改已变得越来越容易;同时迅速庞大的视频数据,也使得利用计算机自动检测恶意篡改的需求日益迫切。视频被动取证技术是信息安全领域一个新的研究重点,这种取证技术不需要在被篡改前对取证对象做任何处理,仅通过被篡改视频本身的信息即可检测出视频的各种篡改情况。因此这种方法适用范围非常广,实用性也非常强,同时其难度也非常大。由于针对视频各帧内容的篡改要想在时域和空域上都看不出篡改痕迹,相对比较困难。因此大多数的视频篡改都是在时域上,即针对视频帧序列的篡改。本文主要讨论视频帧序列的篡改,针对视频篡改中的某些特点,提出了利用压缩域的视频特征对视频帧序列删除与增加、视频序列的Copy-Move和视频的剪辑这三种篡改进行检测的方法。
提出一种利用运动矢量检测视频帧序列删除与增加的篡改方法。针对视频恶意篡改的特点并利用帧间内容的连续性,提出通过统计视频帧间预测的运动矢量,检测视频是否被恶意篡改。首先,提取各P帧的运动矢量幅度;然后利用滑动窗口,计算窗口中各运动矢量幅度与窗口中的幅度均值的距离。由于篡改点处运动矢量的幅度与所对应窗口均值的偏移较大,从而能够有效检测出篡改及其位置。同时通过改变图像组大小进行再压缩,可以进一步降低漏检概率。实验表明本文所提方法能够有效地检测出视频在时间轴上的篡改。
提出一种通过运动矢量和Ⅰ帧内容特征表征视频GOP的方法检测视频序列Copy-Move的篡改。根据视频编码的特点,将视频的每个GOP的内容和运动分别用Ⅰ帧内容特征和P帧运动矢量特征等少数数据来表征,通过计算每个GOP之间的相关性检测这种Copy-Move篡改。实验表明这种方法的计算复杂度相对较低,检出率较高。
提出一种利用视频编码模式引起的GOP异常效应检测视频剪辑的取证方法。视频的剪辑是视频中经常用到的编辑方式,然而通过剪辑也可将视频的原始信息发生重大变化。针对这种篡改,根据数字视频的剪辑篡改引起MPEG-2编码中GOP异常的现象提出一种盲检测方法。视频序列以一定的GOP结构进行压缩,其运动误差序列在Fourier变换域中存在特定的尖峰,解码后再以不同的GOP结构进行二次压缩,尖峰的分布会发生变化。经不同GOP结构进行多次压缩后,历次处理的痕迹被保留在视频信号中。因此,在视频内容无剧烈变化的情况下,根据尖峰的不一致性可准确定位被替换拼接的视频内容片段。该方法也可根据尖峰所在位置判断视频是否经过二次压缩,并推算第一次压缩的GOP结构,为检测可疑视频内容提供有用信息。实验表明这种基于GOP异常的检测方法能有效检测对视频序列的剪辑篡改。
目前视频取证技术仍处于起步阶段,本文的研究成果丰富了视频被动取证的手段,推动了视频被动取证技术的发展。