本文關(guān)鍵詞：數(shù)字視頻取證關(guān)鍵技術(shù)研究　出處：《寧波大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 數(shù)字視頻 取證技術(shù) 二次壓縮 篡改檢測(cè)

【摘要】：多樣化的數(shù)字視頻信息給人們的生活和工作帶來(lái)不少方便和樂(lè)趣,然而不乏心懷叵測(cè)之人為達(dá)到切身利益,采用視頻編輯軟件對(duì)視頻文件肆意修改,帶來(lái)了信息安全上的諸多問(wèn)題。因此有效鑒別數(shù)字視頻的原始性、完整性和真實(shí)性是數(shù)字視頻安全的重要保障。數(shù)字視頻取證技術(shù)正是這樣一種客觀、公正、能夠澄清事實(shí)真相的驗(yàn)證技術(shù),其關(guān)鍵技術(shù)從技術(shù)手段上可以劃分為主動(dòng)取證和被動(dòng)取證兩個(gè)方面。主動(dòng)取證技術(shù)通過(guò)事先添加的附加信息實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字視頻完整性和真實(shí)性的鑒別,其中最具代表性的是數(shù)字水印技術(shù)。而被動(dòng)取證技術(shù)是指在沒(méi)有任何附加信息的情況下,通過(guò)一定技術(shù)手段對(duì)視頻進(jìn)行取證,其主要任務(wù)包括對(duì)視頻的來(lái)源,視頻的壓縮歷史,視頻內(nèi)容的真實(shí)性進(jìn)行分析和取證。本論文對(duì)數(shù)字視頻取證技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)了研究與探索,圍繞利用數(shù)字水印的主動(dòng)取證技術(shù),視頻二次壓縮檢測(cè),視頻內(nèi)容篡改被動(dòng)檢測(cè)開(kāi)展了研究工作,主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面。1、基于數(shù)字水印的主動(dòng)取證方法研究。通過(guò)充分挖掘編碼數(shù)據(jù)的冗余,提出了兩種檢測(cè)算法。首先,基于對(duì)視頻幀間預(yù)測(cè)編碼過(guò)程的分析,發(fā)現(xiàn)幀間宏塊存在著大量的非零運(yùn)動(dòng)矢量,且對(duì)信號(hào)的處理比較敏感。我們選擇P、B宏塊亮度分量的運(yùn)動(dòng)矢量殘差區(qū)域(MVD)嵌入水印信息,為了增強(qiáng)不可見(jiàn)性,將水印嵌入到紋理復(fù)雜度高的區(qū)域,并且限制所選MVD的大小。取證方可根據(jù)嵌入規(guī)則提取水印信息,并檢驗(yàn)該水印信息的完整性,從而判斷待測(cè)視頻是否遭受了篡改。其次,基于對(duì)CAVLC熵編碼編碼碼字過(guò)程的分析,在編碼非零系數(shù)幅值level的過(guò)程中,通過(guò)設(shè)置替換規(guī)則,修改相應(yīng)的碼字信息將水印嵌入到I幀4×4塊量化DCT系數(shù)的碼字中,替換規(guī)則充分結(jié)合了語(yǔ)法元素level的編碼碼字規(guī)律。取證方對(duì)待側(cè)視頻做熵解碼,按照嵌入規(guī)則提取水印信息,用來(lái)驗(yàn)證視頻是否被篡改。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的兩種水印算法具有較好的不可感知性和脆弱性,能夠有效的檢測(cè)所測(cè)視頻是否遭受過(guò)篡改,與已有算法相比具有更好的不可見(jiàn)性。2、數(shù)字視頻二次壓縮檢測(cè)方法研究。本文以最新視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.265/HEVC為研究對(duì)象,通過(guò)分析壓縮編碼過(guò)程中量化參數(shù)QP對(duì)編碼塊模式劃分和量化環(huán)節(jié)的影響,提出了兩種檢測(cè)算法。首先,分析了二次壓縮對(duì)視頻的相鄰DCT系數(shù)相關(guān)性的影響,基于單壓和雙壓視頻相鄰DCT系數(shù)相關(guān)性的差異,利用DCT系數(shù)構(gòu)造共生矩陣及其相關(guān)高階統(tǒng)計(jì)量特征,實(shí)現(xiàn)視頻二次壓縮檢測(cè)。其次,為了降低特征維數(shù),通過(guò)分析H.265/HEVC視頻CTU編碼單元的編碼模式劃分選擇過(guò)程,提取TU尺寸大小和DCT系數(shù)的統(tǒng)計(jì)量融合特征,構(gòu)造了低維度特征的檢測(cè)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明算法在數(shù)據(jù)運(yùn)算量、特征維度和檢測(cè)準(zhǔn)確率方面均具有較好的性能。3、視頻內(nèi)容篡改被動(dòng)檢測(cè)方法研究。針對(duì)兩種不同的視頻內(nèi)容篡改操作分別提出了檢測(cè)方法。第一種方法針對(duì)刪除視頻對(duì)象的篡改操作。首先采用對(duì)稱幀差法檢測(cè)運(yùn)動(dòng)對(duì)象刪除區(qū)域,用來(lái)對(duì)篡改后未壓縮的視頻進(jìn)行檢測(cè)。其次,由于目前大多數(shù)算法的檢測(cè)效果都易受壓縮操作的影響,因此對(duì)于篡改后又壓縮的視頻,本文通過(guò)檢測(cè)視頻幀光流方向的不一致性判斷視頻幀是否遭受篡改。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的算法能夠在時(shí)域和空域上對(duì)篡改區(qū)域進(jìn)行定位,具有很好的抗壓縮能力。第二種方法用來(lái)檢測(cè)以視頻幀為單位的插入/刪除的篡改操作。首先提取視頻的特征值,構(gòu)造特征曲線,然后利用K-Means聚類算法對(duì)篡改操作引起的特征異常點(diǎn)進(jìn)行聚類,能夠有效的檢測(cè)出幀篡改操作并且能夠進(jìn)行準(zhǔn)確定位。利用聚類的方法避免了閾值檢測(cè)法中不同閾值對(duì)檢測(cè)準(zhǔn)確率的影響,達(dá)到更加穩(wěn)定的檢測(cè)效果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;TP309

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1348290