[發明專利]一種H264視頻內容篡改檢測方法

在審

• 申請號: 201410395140.3
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104244016A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 陳盛達;黃繼武;譚舜泉
• 申請（專利權）人: 中山大學;深圳大學
• 主分類號: H04N19/89
• 分類號: H04N19/89
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及視頻內容取證領域，更具體地，涉及一種使用圖像隱寫分析特征進行視頻內容的篡改檢測的方法。

背景技術

隨著數字多媒體技術的迅速發展，視頻在社會生活的各個方面特別是監控領域中發揮著越來越重要的作用。由于視頻可以對過去發生的事實進行高度一致的復現，其在司法領域的作用越來越大。但借助專業的視頻編輯軟件如Adobe?Premiere、Adobe?After?Effects等，普通用戶也能夠篡改視頻的內容而不留下視覺痕跡，從而掩蓋甚至歪曲事實的真相。這些虛假的視頻一旦被用于司法取證將嚴重妨害社會的正常秩序，進行視頻的篡改檢測成了迫在眉睫的問題。

數字視頻的取證技術可分為主動取證和被動取證兩類。主動取證技術需要事先在視頻中添加額外的認證信息，如數字簽名、數字水印等，然后通過對視頻中認證信息的檢驗來判斷視頻是否經過篡改。但實際中的視頻往往不具有附加先驗信息，主動取證技術具有很大的局限性，而被動取證技術由于其對視頻沒有任何要求而具有更廣的應用范圍。

數字視頻的篡改方式可分為基于幀的篡改和基于內容的篡改。基于幀的篡改通過增加或刪除視頻的部分幀以達到歪曲事實的目的，這種方法操作簡單，但往往會出現篡改后視頻內容不連貫的現象，導致使用范圍比較狹窄。基于內容的篡改則沒有這個限制，它通過移除或添加視頻里的人或物體來達到特定目的。這種篡改使用范圍比較廣，但要求更高的技術和更精細的修改。

基于內容的篡改可以篡改視頻的內容而不留下視覺痕跡，但是篡改操作在篡改視頻的同時不可避免地對篡改區域內容的原始性造成破壞，而且為了掩蓋篡改事實，篡改者往往需要對篡改區域做進一步的后處理。這一系列操作雖然在肉眼上沒有可察覺的痕跡，但已經破壞了原始圖像在空域或者頻率域固有的統計特征。

在現代的刑事糾紛中，個人拍攝或監控設備錄取的視頻錄像經常被作為證據出現，甚至會決定一個案件的最終判決結果。鑒于現代視頻編輯技術發達，錄像證據的提供者需要保證視頻的原始性，而處于不利地位的一方更要求鑒定視頻錄像的真實性，這時一個權威而又準確的視頻篡改檢測鑒定能夠有效地保證案件判決的客觀和公正，保證司法的公平。

發明內容

本發明為克服主動取證的局限性，提供了一種H264視頻內容篡改檢測方法，以很高的準確率檢測一個視頻是否經過篡改，并且可以定位出篡改的具體位置供進一步分析。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案包括以下步驟：

訓練階段：

S1.對原始視頻進行篡改，得到篡改視頻，對訓練視頻進行訓練，訓練視頻包括原始視頻和篡改視頻；

S2.提取訓練視頻的運動誤差幀，再對運動誤差幀提取隱寫分析特征；

S3.使用二分類器對隱寫分析特征進行學習訓練，得到分類模型；

檢測階段：

S4.對待測視頻進行運動誤差幀提取及隱寫分析特征提取，采用分類模型對待測視頻的所有幀進行分類預測，得到幀分類結果，根據幀分類結果進行待測視頻的篡改檢測。

本發明原理是基于篡改操作在篡改視頻時對篡改區域內容的原始性造成破壞，同時破壞了原始幀在空域或者頻率域固有的統計特征。隱寫分析特征就是其中一種統計特征，它對篡改非常敏感，原始幀和對應的篡改幀在這個特征上呈現出不同的特點，因而可以采用上述的方法，區分原始視頻和篡改視頻。

現有技術提供的隱寫分析特征有以下幾種：

SPAM：一種維數為686的空域隱分析特征；

CHEN：一種維數為486的頻率域隱寫分析特征；

CC-PEV：一種維數為548的頻率域隱寫分析特征；

CDF：一種維數為1234的混合域隱寫分析特征；

CF*：一種維數為7850的頻率域隱寫分析特征。

進一步地，所述步驟S2中使用共謀攻擊的方法提取運動誤差幀，即用視頻當前幀前后共m幀的平均值作為當前幀的估計幀，然后用當前幀減去估計幀得到運動誤差幀error(x)；m為窗口長度，用戶可依據根據經驗和實驗結果進行設定；

具體如下：設定窗口長度為m，視頻的第x幀frame(x)，用以下公式計算出運動誤差幀error(x)；