[發(fā)明專利]一種數(shù)字視頻轉(zhuǎn)碼檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210424470.1
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103034993A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐俊瑜;蘇育挺
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/20;H04N7/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程毓英

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視頻檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字視頻資源轉(zhuǎn)碼檢測方法，它通過分析視頻資源是否由其他的視頻資源轉(zhuǎn)碼而來，來判別數(shù)字視頻資源的真實性。

背景技術(shù)

數(shù)字視頻編碼技術(shù)在過去的幾十年中日新月異，飛速發(fā)展，并得到了廣泛的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸、數(shù)字視頻廣播(DVB)、數(shù)字視頻光盤(DVD)、數(shù)碼攝像機、視頻會議、遠程教學(xué)等就是一些典型的例子。不同的應(yīng)用場景對視頻編解碼器、視頻數(shù)據(jù)存放格式、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等都有不同的要求，針對特定領(lǐng)域制訂的編碼標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。H.26x標(biāo)準(zhǔn)主要運用于視頻電話和視頻會議等場合；MEPG-2標(biāo)準(zhǔn)面向數(shù)字視頻廣播、高清晰度數(shù)字電視(HDTV)和DVD等場合；MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的超低碼率編碼方式更適用于移動多媒體應(yīng)用。隨著數(shù)字視頻應(yīng)用的普及，要求視頻數(shù)據(jù)格式隨應(yīng)用環(huán)境不同而采用不同編碼標(biāo)準(zhǔn)的要求變得越來越迫切。對于許多實時應(yīng)用，通常要求視頻數(shù)據(jù)能夠在異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)、不同的接入設(shè)備之間以及不同多媒體數(shù)據(jù)格式之間能夠無縫連接，視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)就顯得尤為重要，譬如：在視頻點播系統(tǒng)中，視頻服務(wù)器將高質(zhì)量視頻轉(zhuǎn)碼成適用于低碼率傳輸?shù)腗PEG-4格式，則人們就可以通過無線網(wǎng)絡(luò)訪問視頻服務(wù)器并獲取相應(yīng)資源；在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，場景數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)碼后就可以網(wǎng)絡(luò)傳輸，達到遠程監(jiān)控的目的；在數(shù)字電視廣播領(lǐng)域，如果想要任何一種多媒體終端都可以接收數(shù)字廣播，則必須添加一種類似機頂盒或視頻網(wǎng)關(guān)的設(shè)備來完成碼率和分辨率的轉(zhuǎn)碼功能。

一般來說，數(shù)字視頻轉(zhuǎn)碼過程可以認為是從一種視頻壓縮格式轉(zhuǎn)換到另一種視頻壓縮格式的端到端的處理過程，即轉(zhuǎn)碼器的輸入、輸出都是壓縮視頻，轉(zhuǎn)碼后的壓縮視頻碼流能更適合傳輸帶寬和接收端的需求。視頻轉(zhuǎn)碼器的種類繁多，如果按照轉(zhuǎn)碼前后視頻所屬標(biāo)準(zhǔn)劃分，可以分為兩類：同類視頻轉(zhuǎn)碼和不同種類視頻轉(zhuǎn)碼。同類視頻轉(zhuǎn)碼是指把某標(biāo)準(zhǔn)格式的視頻數(shù)據(jù)流從適合某一傳輸環(huán)境的壓縮形式轉(zhuǎn)換成適合于另一傳輸環(huán)境的同標(biāo)準(zhǔn)壓縮格式，主要包括圖像尺寸（空間分辨率）轉(zhuǎn)換、幀率（時間分辨率）轉(zhuǎn)換、碼率轉(zhuǎn)換；不同種類視頻轉(zhuǎn)碼是將壓縮的視頻碼流從某一種壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成為另一種視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的碼流，提供了不同壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)之間的互操作性。

視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)可以合理的利用現(xiàn)有視頻資源，將以前廣泛傳播的MPEG-2格式視頻資源可以轉(zhuǎn)換為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳播以及低耗終端設(shè)備的視頻格式如MPEG-4格式，但同時也帶來一些問題。一些具有版權(quán)保護的視頻資源在經(jīng)過轉(zhuǎn)碼壓縮后，版權(quán)保護信息將會丟失或遭到損壞，視頻資源的原始性也就難以驗證；同時在轉(zhuǎn)碼過程中，人們也可以進行一系列的篡改操作，如區(qū)域復(fù)制與刪除，視頻資源的真實性也就難以判斷。視頻轉(zhuǎn)碼過程可能會破壞原視頻的版權(quán)保護并進行其他的篡改操作，破壞了視頻的原始性和真實性，因此，檢測數(shù)字視頻是否經(jīng)過轉(zhuǎn)碼操作是驗證視頻原始性的重要依據(jù)。因此，視頻轉(zhuǎn)碼檢測技術(shù)是視頻認證重要的一步，為司法機構(gòu)及相關(guān)部門提供必要的佐證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種視頻轉(zhuǎn)碼檢測方法，該方法利用視頻資源經(jīng)過轉(zhuǎn)碼操作后，其幀內(nèi)、幀間的變換系數(shù)、運動矢量和像素域的統(tǒng)計分布發(fā)生的規(guī)律性變化，從變換系數(shù)數(shù)據(jù)分布曲線的周期特征與奇異點、像素域的重采樣、運動矢量和運動誤差的分布特性等五個方面出發(fā)提取多組特征量，并構(gòu)建相應(yīng)的檢測模型。通過這些數(shù)字視頻本身的統(tǒng)計特征，結(jié)合成熟的分類檢測算法，檢測出待測數(shù)字視頻資源是否經(jīng)過視頻轉(zhuǎn)碼操作，達到過濾出可能經(jīng)過篡改操作的視頻文件的目的，實現(xiàn)對數(shù)字視頻資源的有效地監(jiān)督和管理。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種數(shù)字視頻轉(zhuǎn)碼檢測方法，包括以下步驟：

（1）建立一個樣本庫，包括一些已經(jīng)知道原始壓縮的視頻文件和經(jīng)過各種轉(zhuǎn)碼操作的視頻文件；

（2）對視頻文件里的視頻數(shù)據(jù)進行完全解碼，并獲取其中相關(guān)數(shù)字視頻內(nèi)容數(shù)據(jù)，建立視頻文件的數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)集內(nèi)包括五種數(shù)據(jù)：視頻中的重建DCT系數(shù)、量化尺度因子、運動矢量、運動誤差以及像素值信息；

（3）根據(jù)數(shù)字視頻幀類型把視頻數(shù)據(jù)分為幀內(nèi)編碼幀數(shù)據(jù)即I幀數(shù)據(jù)、前向預(yù)測編碼幀數(shù)據(jù)即P幀數(shù)據(jù)和雙向預(yù)測編碼幀數(shù)據(jù)即B幀數(shù)據(jù)三大類數(shù)據(jù)集；

（4）對所有幀的DCT系數(shù)和P、B幀的運動矢量、運動誤差分別進行數(shù)據(jù)建模，方法如下：