[发明专利]基于特征点的监控视频篡改检测的被动取证方法及系统

说明书

本发明属于信息安全技术领域，公开了一种基于特征点的监控视频篡改检测的被动取证方法及系统，应用于平安城市监控系统，包括以下步骤：输入视频，视频转换为帧，检测可疑帧；采用ORB算法找到每个帧的关键点；可疑帧检测；比较可疑帧与其他所有帧的特征；如果比对成功，则帧被篡改，否则，帧未被篡改。本发明效率极高，且无论视频序列的帧数有多少，所提出的方案都可以100％准确地检测出被篡改的帧。该算法还可以在给定视频帧序列中定位被篡改过的帧。并且基于ORB算法的旋转不变性和尺度不变性，该方案具有良好的鲁棒性。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，尤其涉及一种基于特征点的监控视频篡改检测的被动取证方法及系统。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

视频的篡改可以有意地隐藏视频中特定的活动或者对象，因为监控视频通常被作为法庭上的有力证据，所以这种视频的伪造会造成非常严重的问题。因此，监控视频篡改检测已成为确保视频数据完整性的关键问题。

视频的篡改可以通过各种方式完成。最常见的篡改方法是复制移动伪造，指的是单个帧的内容被修改或者修改是在视频帧的序列中完成的。第一次攻击称为空间篡改，而后称为时间篡改。

常用的视频篡改方式有以下几种，(1)空间篡改：伪造者可以通过操纵视频帧或者相邻视频帧中的像素比特来在空间上篡改原视频。这种类型的篡改具有以下几种可能的情况：帧中的小区域被复制并粘贴在同一帧的其他位置，目的是隐藏某些对象；来自某一帧的小区域可以粘贴在同一个GOP其他帧或者其他GOP的其他帧中；通过应用诸如旋转、缩放等信号处理操作来进行一些修改。

(2)时间篡改：时间篡改攻击主要影响摄像机捕获的视觉信息的时间顺序。在这种类型的篡改攻击中具有以下几种可能性：帧被复制并粘贴到同一个GOP中；帧被复制并粘贴到其他GOP中；修改帧然后粘贴到其他位置。

(3)时空篡改：时空篡改攻击是时间和空间篡改攻击的组合。主要包括帧序列被改变，同一视频中帧的可视内容被篡改。

视频伪造检测的两种常用技术分别是主动方法和被动方法。其中主动方法主要包括数字签名和水印技术。但是这些方法有一定的限制，例如数字签名和水印会影响视频的质量，并且还需要前端的视频采集设备具有硬件支持。

在被动视频伪造检测方法中，视频伪造检测的目标是确保在录制时间之后视频数据没有被篡改。视频伪造检测技术是多媒体取证分析的热门研究领域。

目前以后大量的针对图像伪造进行检测的研究，但是针对监控视频的伪造检测问题还少有研究。现有算法效率较低，不能达到监控视频实时伪造检测的目的。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术中，没有利用ORB算法作为视频帧特征点的提取算法，以及没有结合RANSAC匹配算法来找到测试视频中的重复帧。造成不能对监控视频的帧复制篡改检测。而且现有技术的视频伪造检测方法鲁棒性差。

解决上述技术问题的意义：实验结果表明，该方法效率极高，且无论视频序列的帧数有多少，所提出的方案都可以在100％检测准确率的前提下，将检测速度提高10倍。该算法还可以在给定视频帧序列中定位被篡改过的帧。并且基于ORB算法的旋转不变性和尺度不变性，该方案具有良好的鲁棒性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于特征点的监控视频篡改检测的被动取证方法及系统。本发明的被动取证方法不需要提前嵌入任何信息，例如数字签名。本发明在视频数据中的统计特征用于识别数据的有效性。

本发明是这样实现的，一种基于特征点的监控视频篡改检测的被动取证方法，所述基于特征点的监控视频篡改检测的被动取证方法包括：

输入视频，视频转换为帧，检测可疑帧；采用ORB算法找到每个帧的关键点；