消除gop周期噪声效应的视频帧间篡改检测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及视频帖间篡改检测方法，具体地，设及消除GOP周期噪声效应的视频帖 间篡改检测方法及系统，尤其是一种可W去除由于编码造成的周期性效应的视频帖间篡改 检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着多媒体技术的不断发展，数字视频成为了生活中必不可少的一部分。同时监 控摄像头也在各个区域随处可见，在司法取证中发挥着越来越重要的作用。然而，随着各种 视频编辑软件的出现，视频可W更加容易地被篡改，使得视频中的原始内容发生改变。因 此，验证视频内容的完整性W及真实性是必需的。
[0003] 视频帖间篡改是一种常见的篡改技术，它包括帖删除、帖插入W及帖复制。由于监 控摄像头的特殊性，它们的拍摄内容一般是一个固定的静止背景，如果有篡改者将关键部 分删除，被删除前后依然是那个静止的背景。运样从肉眼来看几乎看不出前后的区别，因此 基于光流连续性的帖间篡改检测被提出。经过实验，我们发现由于GOP结构，光流会受到视 频编码的影响，光流序列中会出现周期性的尖峰，导致结果的误判。
[0004] 专利名称为"基于光流一致性的视频帖间篡改检测方法"的专利文献（【申请号】 201310307481.6;公开号为CN103384331A)，提出了利用光流一致性进行帖间篡改检测的技 术方案，然而该技术方案有一个缺陷就是对于某些MPEG4或者AVC编码的视频，光流变化序 列中会出现周期性的尖峰，导致算法失效。因此有必要针对运种现象，提出了一种可去周期 性效应的基于光流一致性的帖间篡改检测方案。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种消除GOP周期噪声效应的视频 帖间篡改检测方法及系统。
[0006] 根据本发明提供的一种消除GOP周期噪声效应的视频帖间篡改检测方法，包括如 下步骤：
[0007] 步骤1:从视频文件中提取出视频流，将视频流解码成帖序列，并将帖序列按顺序 依次编号；
[000引步骤2:对帖序列中相邻两帖进行光流计算，得到光流序列；
[0009] 步骤3:通过光流序列计算得到光流变化序列，并对光流变化序列进行归一化操 作，得到归一化后的光流变化序列；
[0010] 步骤4:检测归一化后的光流变化序列是否存在周期性效应，如果存在，则对归一 化后的光流变化序列进行去周期操作；
[0011] 步骤5:根据归一化后的光流变化序列判断视频文件是否经过了篡改。
[0012] 优选地，所述步骤2包括如下步骤：
[0013] 步骤2.1:对帖序列中相邻两帖进行稠密光流计算；
[0014]步骤2.2:对于帖序列中第k帖和第k+1帖，利用得到（x，y)位置处的光流矢量(u， V)，光流矢量的幅值为?VOr' + v^)，对第k帖中各个像素点位置处的光流矢量的幅值求和：
[0016]其中，X表示当前像素在第k帖中的横坐标，y表示当前像素在第k帖中的纵坐标，U 表不光流的横向分量，V表不光流的纵向分量，
[0017] OF化)表示第k帖中各个像素点位置处的矢量光流的幅值之和，kE[l，kU，L表示 帖序列的帖数；
[001引步骤2.3:将集合{0。化）|4￡[1，1^-1]}中的元素作为光流序列。
[0019] 优选地，所述步骤3包括如下步骤：
[0020] 步骤3.1:定义第k帖的光流变化因子a化）：
[0022] 若a化)的值属于[0.8,1.2]，则认为光流序列在第k帖处连续变化;否则，则认为光 流序列在第k帖出现跳变点；
[0023] 步骤3.2:将集合{〇化）|1^￡[2，1^-1]}作为光流变化序列；
[0024] 步骤3.3:对光流变化序列进行归一化操作，将样本均值和样本标准差分别变为0 和1，即计算
，其中，y表示样本均值，O表示样本标准差，Z化)表示第k帖的光 流变化因子的归一化值;将{z化）|1^￡[2，1^-1]}作为归一化后的光流变化序列。
[0025] 优选地，所述步骤4包括如下步骤：
[0026] 步骤4.1:将归一化后的光流变化序列中幅值大于设定的阔值Tl的元素 z(k)作为 异常峰值点，将异常峰值点对应的幅值组成集合Cl，并将异常峰值点对应的k值组成集合化， 且集合化中的元素按照升序排列；阔值Tl的取值范围为[3,5];
[0027] 将第k帖的光流变化因子a化)对应的标志位flag化)初始化为0，k = 2, . . .，L-1，L 表示帖序列的帖数；
[0028] 步骤4.2:若集合Cl或集合化中的元素个数少于设定的阔值a，则进入步骤5继续执 行;否则，则进入步骤4.3;阔值〇的取值范围为[4,6]，〇￡2+方表示正整数；
[00巧]步骤4.3:计算集合化中各元素的两两绝对差值(11^，即(11^=|〇广町|，〇1，町￡化，王 辛j，其中，Di，化表示集合化中的两个不同的元素；
[0030] 统计出在所有绝对差值中出现频率最高的绝对差值，将所述出现频率最高的绝对 差值记为cUd;若cUd小于设定的阔值0，则进入步骤5继续执行;否则，则进入步骤4.4;阔值0 的取值范围为[2,4]，aeZ+;
[0031] 步骤4.4:计算集合化中第2个元素 W后的各个元素 dk，ke [2，K]，与前一个元素之 间的前向差值dk尸，dk-= |dk-dk-i|，计算集合化中最后一个元素 W前的各个元素 dk，ke[l, K-1]与后一个元素之间的后向差值dk,-，dk,- = |dk-dk+i| ;其中K为集合化中的元素个数；
[0032] 若dk,-和dk,^中任意一个值能够被cUd整除，则认为该异常峰值点是由编码周期性 效应引起的，归一化后的光流变化序列存在周期性效应，将该异常峰值点的标志位flag化） 置为I;否则，则认为归一化后的光流变化序列不存在周期性效应，将该异常峰值点的标志 位f lag化)保留为O;其中，cUd表示出现频率最高的绝对差值。
[0033] 优选地，所述步骤5包括如下步骤：
[0034] 步骤5.1:将所对应标志位flag化)为0的光流变化因子的幅值逐一与帖删除阔值 Tdelete进行比较;帖删除阔值Tdelete的取值范围为[3，1引；
[0035] 若存在光流变化因子的幅值大于Tdelete，则认为视频文件被篡改；否则，则认为视 频文件为真实视频，即未被篡改。
[0036] 根据本发明提供的一种消除GOP周期噪声效应的视频帖间篡改检测系统，包括如 下装置：
[0037] 提取解码装置:从视频文件中提取出视频流，将视频流解码成帖序列，并将帖序列 按顺序依次编号；
[0038] 光流序列计算装置:对帖序列中相邻两帖进行光流计算，得到光流序列；
[0039] 光流变化序列计算装置:通过光流序列计算得到光流变化序列，并对光流变化序 列进行归一化操作，得到归一化后的光流变化序列；
[0040] 周期性检测装置:检测归一化后的光流变化序列是否存在周期性效应，如果存在， 则对归一化后的光流变化序列进行去周期操作；
[0041] 判断装置:根据归一化后的光流变化序列判断视频文件是否经过了篡改。
[0042] 优选地，所述光流序列计算装置包括如下装置：
[0043] 稠密光流计算装置:对帖序列中相邻两帖进行稠密光流计算；
[0044] 幅值计算装置:对于帖序列中第k帖和第k+1帖，利用得到(x，y)位置处的光流矢量 (u，v)，光流矢量的幅值为V^777y，对第k帖中各个像素点位置处的光流矢量的幅值求 和：
[0046] 其中，X表示当前像素在第k帖中的横坐标，y表示当前像素在第k帖中的纵坐标，U 表不光流的横向分量，V表不光流的纵向分量，
[0047] OF化)表示第k帖中各个像素点位置处的矢量光流的幅值之和，4￡[1，1^-1]，1^表示 帖序列的帖数；
[004引光流序列确定装置:将集合{OF化）|ke[l，L-l]}中的元素作为光流序列。
[0049] 优选地，所述光流变化序列计算装置包括如下装置：
[0050] 光流变化因子定义装置:定义第k帖的光流变化因子a化）：
[0052] 若a化)的值属于[0.8,1.2]，则认为光流序列在第k帖处连续变化;否则，则认为光 流序列在第k帖出现跳变点；
[005