[发明专利]基于速度场一致性的视频帧间篡改检测方法

权利要求书

1.一种基于速度场一致性的视频帧间篡改检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：读入待检测的视频，解码为独立的视频帧序列；

步骤2：对解码得到的视频帧序列，提取每两个相邻视频帧之间的速度向量场，对生成的速度向量场的所有水平方向和垂直方向的绝对值分别求和，得到帧的水平方向和垂直方向的两个速度场绝对值的和，将所有帧的速度场绝对值的和按时间排序生成整个视频水平方向和垂直方向的速度场序列；

步骤3：分析速度场序列特征，根据不同的视频帧间篡改模式的特点，利用速度场变化率序列尖峰个数来判断视频是否被篡改以及篡改类型。

2.根据权利要求1所述的基于速度场一致性的视频帧间篡改检测方法，其特征在于，所述步骤2中，提取每两个相邻视频帧之间的速度向量场，具体包括如下步骤：

步骤2.1：对于解码得到视频中的两个相邻视频帧，对每个视频帧从RGB颜色空间向YUV颜色空间转换，并将其中的Y部分作为下步骤计算主体；

步骤2.2：将经过步骤2.1的两个相邻视频帧分块，并且划分的分块允许有重叠部分，每个分块大小为N×N，块重叠度为L，0＜L＜1；

步骤2.3：对两个相邻视频帧按每个分块计算水平方向和垂直方向的速度向量场，如果存在重叠部分，则每个N×N的大块计算得到的速度向量是作为(N×L)×(N×L)小块的速度向量。

3.根据权利要求2所述的基于速度场一致性的视频帧间篡改检测方法，其特征在于，所述步骤2.2中，分块大小取N＝16，块重叠度取L＝0.75时，得到的速度场序列最好地表征了未篡改帧之间的连续性和篡改帧之间的间断性。

4.根据权利要求2所述的基于速度场一致性的视频帧间篡改检测方法，其特征在于，所述步骤2.3中，分块计算速度向量场的方法包括如下步骤：

步骤2.3.1：对视频两相邻帧中相同位置分块，做快速傅立叶变换；

步骤2.3.2：对步骤2.3.1的两分块进行复数共轭乘积；

步骤2.3.3：对步骤2.3.2结果做快速傅立叶反变换，其中最大值位置即为该速度向量，按上述相同方法计算每一个分块，得到视频相邻两帧的速度向量场。

5.根据权利要求1至4中任一所述的基于速度场一致性的视频帧间篡改检测方法，其特征在于，所述步骤2中，生成速度场序列的方法如下：

对于给定的两个视频帧i和i+1，利用下面的公式计算水平方向和垂直方向所有像素点的速度场绝对值和：

S(i,i+1)(x)=Σw=1widthΣh=1heightVFX(i,i+1)(w,h)]]>

其中，VFX_(i，i+1)(w，h)是指(w，h)位置分块的速度向量绝对值，width是水平方向分块数，height是视频帧垂直方向分块数，S_(i，i+1)(x)是最终生成的水平方向的速度场绝对值和；

S(i,i+1)(y)=Σw=1widthΣh=1heightVFX(i,i+1)(w,h)]]>

其中，S_(i，i+1)(y)是最终生成的垂直方向的速度场绝对值和；

进一步地，第i帧和第i+1帧之间的速度场变化率VFCR_(i，i+1)(x)为：

VFCR_(i，i+1)(x)＝S_(i，i+1)(x)/S_(i-1，i)(x)+S_(i，i+1)(x)/S_(i+1，i+2)(x)

其中，S_(i，i+1)(x)为第i帧和第i+1帧之间的水平方向的速度场绝对值和，S_(i-1，i)(x)为第i-1帧和第i帧之间的水平方向的速度场绝对值和，S_(i+1，i+2)(x)为第i+1帧和第i+2帧之间的水平方向的速度场绝对值和，将所有帧的速度场绝对值和按时间排序生成整个视频水平方向和垂直方向的速度场序列。