[发明专利]基于量化系数统计特性的H.264/AVC视频二次压缩检测方法

说明书

技术领域

本发明属于多媒体信息安全领域，具体涉及一种基于量化系数统计特性的H.264/AVC视频二次压缩检测方法。

背景技术

随着各种视频处理软件的普及，普通用户对视频的操作也越来越容易，例如将含有关键信息的帧删除以及插入篡改的帧，均会影响视频内容。在法庭取证、数字媒体版权保护等情形下，验证视频内容的完整性显得尤为重要。为了节约存储空间，大多数视频均以压缩后的码流形式存在。视频录制设备（DV、监控摄像头等）均将压缩功能集成至芯片上，因此在录制视频时，便会对其进行压缩，然后以码流形式存储。对于攻击者来说，通常在像素域进行篡改更为容易，篡改攻击后，再压缩成码流以保存。这就意味着视频经过了两次压缩，第一次在视频录制之时由硬件设备完成的，第二次是由攻击者完成的。若能够检测到视频经历了两次压缩，那么这样的一个视频是可疑的，其内容可能是不完整的，可用于视频取证初筛阶段。

H.264/AVC对于I帧的编码是基于帧内预测的，对待编码块，选取相邻的已编码块作为参考块，通过一定的预测模式得到最佳预测宏块，用待编码的原始宏块减去预测宏块得到二者之间的残差，然后再对残差信号进行DCT变换、量化、熵编码，最终写入码流。 H.264/AVC压缩标准自从2003年成为国际标准后，由于其优异的压缩性能及良好的网络亲和力，成为视频压缩的主流压缩方式。 因此对基于H.264/AVC视频的二次压缩进行检测成为了一个重点。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够有效检测二次压缩视频的基于量化系数统计特性的H.264/AVC视频二次压缩检测方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于量化系数统计特性的H.264/AVC视频二次压缩检测方法，包括如下步骤：

（1）建立视频分类模型，其具体是：

（11）对未压缩的视频样板序列分别进行一次压缩和二次压缩获取一次压缩视频库和二次压缩视频库；

（12）将一次压缩视频库中的每个一次压缩视频序列和二次压缩视频库中的每个二次压缩视频序列分别进行熵解码，获取每个一次压缩视频序列和每个二次压缩视频序列的I帧量化后的非零交流系数，计算在系数阈值范围内的各个非零交流系数在所有非零交流系数中所占的概率，得到一次压缩视频序列和二次压缩视频序列的特征向量集；

（13）利用分类器对一次压缩视频序列和二次压缩视频序列的特征向量集进行训练得到视频分类模型；

（2）利用视频分类模型对待测视频进行二次压缩视频检测，其具体是：

（21）对待测视频进行熵解码，获取待测视频的I帧量化后的非零交流系数，计算在系数阈值范围内的各个非零交流系数在所有非零交流系数中所占的概率，得到待测视频的特征向量；

（22）将待测视频的特征向量输入到视频分类模型中进行预测分类，将待测视频分为两类：一次压缩视频和二次压缩视频。

上述方案中，所述步骤（11）的具体步骤是：

（111）对未压缩的视频样板序列以第一量化参数进行一次H.264/AVC压缩获得一次压缩视频库；

（112）对未压缩的视频样板序列以第二量化参数进行第一次H.264/AVC压缩后，解压，再以第一量化参数进行第二次H.264/AVC压缩获得二次压缩视频库；所述第一量化参数小于第二量化参数。

上述方案中，所述系数阈值范围设置为[-10,10]。

上述方案中，所述视频样板训练为YUV视频序列。

上述方案中，所述分类器为支持向量机。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明是根据H.264/AVC视频压缩标准帧内编码方式而提出的统计判别方法，其针对篡改后的视频可能经过二次压缩，分析I帧量化后非零交流系数的概率分布情况作为特征，利用支持向量机技术进行分类，能够有效检测二次压缩的视频，尤其适用于第二次压缩后视频质量比第一次压缩后视频质量高的情况，通过实验检测的准确率高达99%。

附图说明

图1 现有技术中一般视频篡改攻击的流程图；

图2为本发明的流程图；

图3为本发明实施例中某个原始YUV视频序列经过一次压缩后提取的特征向量分布图，其中第一量化参数为20；

图4为本发明实施例中图3中的原始YUV视频序列经过二次压缩后提取的特征向量分布图，其中第一量化参数为20，第二量化参数为26。

具体实施方式