基于视频光流特征一致性的帧间篡改取证算法研究

摘要

随着视频信息的数字化、视频处理技术的不断进步以及国际互联网的普及，数字视频得以在世界范围内广泛传播与应用。在保证视频真实性的前提下，数字视频可以作为一种场景记录真实还原发生过的活动，因而广泛应用于法律、政治和科研等领域。然而，开放的互联网环境和便捷的信息存取以及处理技术也带来了许多数字视频的安全问题。数字视频取证技术作为一种有效的视频篡改检测技术，近十几年来得到了研究学者的广泛关注，成为信息安全领域的一个重要组成部分，并得到了广泛的研究和应用。
　　本论文对视频的帧间篡改取证技术进行了探讨和分析，发现现有算法都是在已知视频是帧间篡改视频的情况下，对视频中的篡改点进行定位，缺少检测帧间篡改视频的相应算法，因此提出新的视频特征用于对原始视频和帧间篡改视频的分类检测，主要完成了以下三部分工作:
　　1.论文深入分析了光流一致性特征应用于数字视频篡改检测的可行性理论依据。在没有被篡改的原始视频中，视频帧间的光流具有连续性，而当视频被帧间篡改后，在篡改点左右的两帧图像间的光流连续性被破坏。根据这一现象，论文将提取光流一致性作为数字视频帧间篡改检测的特征。
　　2.论文提出了一种新的基于光流一致性特征的帧间篡改检测算法。该算法在一个较大的视频库中提取原始视频和篡改视频的光流一致性特征，经过归一化、量化和降维处理后，将一部分样本放入支持向量机进行训练，并使用另一部分样本测试分类结果。实验结果表明，该算法能够有效区分原始视频和帧间篡改视频。
　　3.论文进一步将所提出的算法应用于不同种类的帧间篡改视频的区分，结果表明算法在区分帧插入篡改视频和帧删除篡改视频时仍然有效。
　　论文算法在计算复杂度方面还有进一步提升的空间，有待在后续工作中进行改进。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 数字视频取证的研究背景

1．3 数字视频取证的技术实现

1．3．1 数字视频主动取证技术

1．3．2 数字视频被动取证技术

2 数字视频取证技术的研究现状

2．1 帧内篡改取证算法的研究现状

2．2 帧间篡改取证算法的研究现状

2．3 本论文的主要工作

2．4 本论文的组织结构

3 基于LBP相关系数商的帧间篡改取证算法研究

3．1 引言

3．2 局部二值模块技术

3．2．1 LBP的介绍

3．2．2 LBP的计算

3．3 基于LBP相关系数商的篡改检测算法

3．3．1 LBP相关系数商特征的提取

3．3．2 LBP相关系数商特征的分析

3．3．3 运用LBP相关系数商对异常点的定位

3．4 实验结果

3．4．1 视频库和参数设置介绍

3．4．2 基于LBP的篡改检测算法的检测结果

3．5 本章小结

4 一种新的基于光流特征一致性的帧间篡改取证算法

4．1 引言

4．2 光流法

4．2．1 光流法的原理

4．2．2 Lucas-Kanade光流算法

4．2．3 LK光流金字塔改进算法

4．3 基于光流特征一致性的帧间篡改检测算法

4．3．1 光流特征的提取

4．3．2 光流特征的处理

4．3．3 光流特征的分析

4．3．4 运用SVM对原始视频和篡改视频分类

4．4 实验结果

4．4．1 视频库和实验设置介绍

4．4．2 新的基于光流特征一致性算法的分类结果

4．5 本章小结

5 结论及展望

5．1 本文算法分析

5．2 进一步研究工作

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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