壓縮域視頻被動(dòng)取證研究.pdf

1、隨著高質(zhì)量數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和功能復(fù)雜視頻編輯軟件的出現(xiàn)，對(duì)視頻進(jìn)行惡意篡改已變得越來越容易；同時(shí)迅速龐大的視頻數(shù)據(jù)，也使得利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)惡意篡改的需求日益迫切。視頻被動(dòng)取證技術(shù)是信息安全領(lǐng)域一個(gè)新的研究重點(diǎn)，這種取證技術(shù)不需要在被篡改前對(duì)取證對(duì)象做任何處理，僅通過被篡改視頻本身的信息即可檢測(cè)出視頻的各種篡改情況。因此這種方法適用范圍非常廣，實(shí)用性也非常強(qiáng)，同時(shí)其難度也非常大。由于針對(duì)視頻各幀內(nèi)容的篡改要想在時(shí)域和空域上都看不出篡改痕跡，相

2、對(duì)比較困難。因此大多數(shù)的視頻篡改都是在時(shí)域上，即針對(duì)視頻幀序列的篡改。本文主要討論視頻幀序列的篡改，針對(duì)視頻篡改中的某些特點(diǎn)，提出了利用壓縮域的視頻特征對(duì)視頻幀序列刪除與增加、視頻序列的Copy-Move和視頻的剪輯這三種篡改進(jìn)行檢測(cè)的方法。
　　 提出一種利用運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)視頻幀序列刪除與增加的篡改方法。針對(duì)視頻惡意篡改的特點(diǎn)并利用幀間內(nèi)容的連續(xù)性，提出通過統(tǒng)計(jì)視頻幀間預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)矢量，檢測(cè)視頻是否被惡意篡改。首先，提取各P幀的運(yùn)

3、動(dòng)矢量幅度；然后利用滑動(dòng)窗口，計(jì)算窗口中各運(yùn)動(dòng)矢量幅度與窗口中的幅度均值的距離。由于篡改點(diǎn)處運(yùn)動(dòng)矢量的幅度與所對(duì)應(yīng)窗口均值的偏移較大，從而能夠有效檢測(cè)出篡改及其位置。同時(shí)通過改變圖像組大小進(jìn)行再壓縮，可以進(jìn)一步降低漏檢概率。實(shí)驗(yàn)表明本文所提方法能夠有效地檢測(cè)出視頻在時(shí)間軸上的篡改。
　　 提出一種通過運(yùn)動(dòng)矢量和Ⅰ幀內(nèi)容特征表征視頻GOP的方法檢測(cè)視頻序列Copy-Move的篡改。根據(jù)視頻編碼的特點(diǎn)，將視頻的每個(gè)GOP的內(nèi)容和運(yùn)動(dòng)

4、分別用Ⅰ幀內(nèi)容特征和P幀運(yùn)動(dòng)矢量特征等少數(shù)數(shù)據(jù)來表征，通過計(jì)算每個(gè)GOP之間的相關(guān)性檢測(cè)這種Copy-Move篡改。實(shí)驗(yàn)表明這種方法的計(jì)算復(fù)雜度相對(duì)較低，檢出率較高。
　　 提出一種利用視頻編碼模式引起的GOP異常效應(yīng)檢測(cè)視頻剪輯的取證方法。視頻的剪輯是視頻中經(jīng)常用到的編輯方式，然而通過剪輯也可將視頻的原始信息發(fā)生重大變化。針對(duì)這種篡改，根據(jù)數(shù)字視頻的剪輯篡改引起MPEG-2編碼中GOP異常的現(xiàn)象提出一種盲檢測(cè)方法。視頻序列以一

5、定的GOP結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓縮，其運(yùn)動(dòng)誤差序列在Fourier變換域中存在特定的尖峰，解碼后再以不同的GOP結(jié)構(gòu)進(jìn)行二次壓縮，尖峰的分布會(huì)發(fā)生變化。經(jīng)不同GOP結(jié)構(gòu)進(jìn)行多次壓縮后，歷次處理的痕跡被保留在視頻信號(hào)中。因此，在視頻內(nèi)容無劇烈變化的情況下，根據(jù)尖峰的不一致性可準(zhǔn)確定位被替換拼接的視頻內(nèi)容片段。該方法也可根據(jù)尖峰所在位置判斷視頻是否經(jīng)過二次壓縮，并推算第一次壓縮的GOP結(jié)構(gòu)，為檢測(cè)可疑視頻內(nèi)容提供有用信息。實(shí)驗(yàn)表明這種基于GOP異常的檢