本發(fā)明總體來說涉及多媒體信息安全領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種視頻幀插入和幀刪除檢測方法。

背景技術(shù)：

隨著數(shù)字多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，視頻在社會(huì)生活的各個(gè)方面特別是監(jiān)控領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。由于視頻可以對過去發(fā)生的事實(shí)進(jìn)行高度一致的復(fù)現(xiàn)，其在公共安全領(lǐng)域的作用越來越大。

然而，由于專業(yè)的視頻編輯軟件(例如，Adobe Premiere、Adobe After Effects等)的日益發(fā)展使得篡改視頻數(shù)據(jù)變得輕而易舉，普通用戶也能夠篡改視頻的內(nèi)容而不留下視覺痕跡，從而掩蓋甚至歪曲事實(shí)的真相。這些虛假的視頻一旦被用于司法取證將嚴(yán)重妨害社會(huì)的正常秩序。

因此，如何準(zhǔn)確檢測一個(gè)視頻是否被篡改，已經(jīng)成為多媒體信息安全領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的示例性實(shí)施例在于提供一種視頻幀插入和幀刪除檢測方法，以解決現(xiàn)有的視頻數(shù)據(jù)易被篡改而難以檢測的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的一方面，提供一種視頻幀插入和幀刪除的檢測方法，所述方法包括：(A)讀入視頻數(shù)據(jù)，并提取該視頻數(shù)據(jù)的附加數(shù)據(jù)，其中，所述附加數(shù)據(jù)指示針對該視頻數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)視頻哈希值；(B)計(jì)算所述視頻 數(shù)據(jù)的視頻哈希值；(C)將所述附加數(shù)據(jù)所指示的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值進(jìn)行相似度計(jì)算；(D)如果所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值的相似度滿足條件，則判定所述視頻數(shù)據(jù)未被篡改；(E)如果所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值的相似度不滿足條件，則判定所述視頻數(shù)據(jù)被篡改。

可選地，所述方法在步驟(A)之前可還包括：(F)計(jì)算所述視頻數(shù)據(jù)的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值；(G)將計(jì)算得到的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值作為附加數(shù)據(jù)保存在所述視頻數(shù)據(jù)中。

可選地，步驟(A)可包括：基于所述視頻數(shù)據(jù)中的兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場來計(jì)算所述視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值。

可選地，步驟(A)可包括：(A1)將所述視頻數(shù)據(jù)解碼為獨(dú)立的視頻幀序列；(A2)對解碼得到的視頻幀序列，提取每兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場；(A3)計(jì)算每兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場的哈希比特；(A4)將所有速度向量場的哈希比特串聯(lián)排列，以形成所述視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值。

可選地，步驟(A2)可包括：從解碼得到的視頻幀序列中按預(yù)定規(guī)則抽取視頻幀，然后再提取所述抽取的視頻幀中每兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場。

可選地，任意兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場包括水平方向速度分量和垂直方向速度分量，其中，在步驟(A2)中，提取任意兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場的步驟可包括：(A21)將解碼得到的視頻幀序列中的所述兩個(gè)相鄰視頻幀分塊，并且劃分的分塊沒有重疊部分；(A22)對所述兩個(gè)相鄰視頻幀按每個(gè)分塊計(jì)算水平方向速度分量和垂直方向速度分量。

可選地，在步驟(A3)中，計(jì)算任意兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場的哈希比特的步驟可包括：(A31)對提取的速度向量場按每個(gè)分塊對水平方向速 度分量和垂直方向速度分量進(jìn)行向量合成，得到速度合成向量；(A32)基于速度合成向量的幅值對各分塊對應(yīng)的速度合成向量進(jìn)行降序排序，選取預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)前的速度合成向量，并計(jì)算選取的速度合成向量的方向與水平方向的夾角；(A33)對計(jì)算得到的夾角進(jìn)行量化處理，得到量化后的夾角值；(A34)統(tǒng)計(jì)各量化后的夾角值分別出現(xiàn)的次數(shù)，并形成原始次數(shù)序列；(A35)將所述原始次數(shù)序列中的所有次數(shù)進(jìn)行順序排序，并確定排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)；(A36)基于所述原始次數(shù)序列和確定的排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)來確定所述速度向量場的哈希比特。

可選地，步驟(A36)可包括：(A361)將所述原始次數(shù)序列中的任一次數(shù)與確定的排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果確定出所述任一次數(shù)所對應(yīng)的哈希特比；(A362)將所述原始次數(shù)序列中的所有次數(shù)所對應(yīng)的哈希特比串聯(lián)排列，形成所述速度向量場的哈希比特。

可選地，步驟(A361)可包括：將所述原始次數(shù)序列中的任一次數(shù)與確定的排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)進(jìn)行比較；如果所述原始次數(shù)序列中的任一次數(shù)不小于確定的排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)，則所述任一次數(shù)所對應(yīng)的哈希比特為1；如果所述原始次數(shù)序列中的任一次數(shù)小于確定的排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)，則所述任一次數(shù)所對應(yīng)的哈希比特為0。

可選地，步驟(C)可包括：確定所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值的歸一化漢明距，并基于確定的歸一化漢明距來對所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值進(jìn)行相似度計(jì)算，其中，步驟(D)可包括：如果確定的歸一化漢明距不大于預(yù)設(shè)值，則判定所述視頻數(shù)據(jù)未被篡改，其中，步驟(E)可包括：如果確定的歸一化漢明距大于預(yù)設(shè)值，則判定所述視頻數(shù)據(jù)被篡改。

采用上述視頻幀插入和幀刪除檢測方法，可有效防止視頻數(shù)據(jù)被惡意篡改。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻幀插入和幀刪除檢測方法的流程圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖1中的計(jì)算視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值的步驟的流程圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖2中的計(jì)算的所有分塊對應(yīng)的速度合成向量的步驟的流程圖；

圖4示出采用本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻幀插入和幀刪除檢測方法來檢測視頻數(shù)據(jù)是否被篡改的示例；

圖5示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的與圖3所示的示例對應(yīng)歸一化漢明距的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號始終指的是相同的部件。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻幀插入和幀刪除檢測方法的流程圖。

參照圖1，在步驟S10中，讀入視頻數(shù)據(jù)，并提取該視頻數(shù)據(jù)的附加數(shù)據(jù)。這里，所述附加數(shù)據(jù)指示針對該視頻數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)視頻哈希值。也就是說，提取讀入的視頻數(shù)據(jù)中保存的指示針對該視頻數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)視頻哈希值的附加數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻幀插入和幀刪除檢測方法在步驟S10之前可還包括：生成含有以附加數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)指示針對該視頻數(shù)據(jù)的所述預(yù)設(shè)視頻 哈希值的視頻數(shù)據(jù)的步驟。具體說來，生成含有以附加數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)指示針對該視頻數(shù)據(jù)的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值的視頻數(shù)據(jù)的步驟可包括：計(jì)算所述視頻數(shù)據(jù)的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值；將計(jì)算得到的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值作為附加數(shù)據(jù)保存在所述視頻數(shù)據(jù)中。例如，所述視頻數(shù)據(jù)可為MKV格式的視頻文件，相應(yīng)地，可以MKV多媒體封裝格式將計(jì)算得到的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值封裝到MKV格式的視頻文件中。

作為示例，將計(jì)算得到的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值作為附加數(shù)據(jù)保存在所述視頻數(shù)據(jù)中的步驟可包括：對計(jì)算得到的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值進(jìn)行加密，將加密后的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值作為附加數(shù)據(jù)保存在所述視頻數(shù)據(jù)中。這里，可采用現(xiàn)有的各種加密算法來對所述預(yù)設(shè)視頻哈希值進(jìn)行加密。例如，可采用置亂加密方法或分組加密方法來對所述預(yù)設(shè)視頻哈希值進(jìn)行加密。這里，置亂加密方法或分組加密方法為本領(lǐng)域的公知常識，本發(fā)明對此部分的內(nèi)容不再贅述。

可選地，如果在生成視頻數(shù)據(jù)的過程中，對以附加數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)在該視頻數(shù)據(jù)中的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值進(jìn)行了加密，則在步驟S10中可采用與該加密方法相應(yīng)的解密方法來對提取的附加數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，以獲得所述附加數(shù)據(jù)中存儲(chǔ)的針對該視頻數(shù)據(jù)的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值。這里，生成視頻數(shù)據(jù)的設(shè)備與檢測該視頻數(shù)據(jù)的設(shè)備之間需根據(jù)預(yù)先約定的秘鑰對所述預(yù)設(shè)視頻哈希值進(jìn)行相應(yīng)的加密、解密。

在步驟S20中，計(jì)算所述視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值。

這里，應(yīng)理解，需采用與步驟S10中計(jì)算讀入的視頻數(shù)據(jù)的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值相同的方法來計(jì)算該視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值。作為示例，可采用現(xiàn)有的各種方法來計(jì)算視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值。

作為示例，可基于所述視頻數(shù)據(jù)中的兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場來 計(jì)算所述視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值。

具體說來，基于所述視頻數(shù)據(jù)中的兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場來計(jì)算所述視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值的步驟可包括：將所述視頻數(shù)據(jù)解碼為獨(dú)立的視頻幀序列；對解碼得到的視頻幀序列，提取每兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場；計(jì)算每兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場的哈希比特；將所有速度向量場的哈希比特串聯(lián)排列，以形成所述視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值。

可選地，對解碼得到的視頻幀序列，提取每兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場的步驟可包括：從解碼得到的視頻幀序列中按預(yù)定規(guī)則抽取視頻幀，然后再提取所述抽取的視頻幀中每兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場。這里，一般認(rèn)為相鄰視頻幀之間的變化不明顯，因此，在本發(fā)明中僅計(jì)算抽取的視頻幀中的每兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場的哈希比特，可有效減少計(jì)算所述視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值的計(jì)算量。

例如，從解碼得到的視頻幀序列中抽取所述預(yù)定個(gè)數(shù)的視頻幀的步驟可包括：以預(yù)設(shè)的幀間隔從解碼得到的視頻幀序列中等間隔地抽取視頻幀，或者從解碼得到的視頻幀序列中隨機(jī)抽取預(yù)定個(gè)數(shù)的視頻幀。

在步驟S30中，判斷所述附加數(shù)據(jù)所指示的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值是否相似，即，將所述附加數(shù)據(jù)所指示的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值進(jìn)行相似度計(jì)算。

在步驟S30的第一實(shí)施例中，可確定所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值的歸一化漢明距，并基于確定的歸一化漢明距來對所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值進(jìn)行相似度計(jì)算。

在步驟S30的第二實(shí)施例中，可確定所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值的歐式距離，并基于確定的歐式距離來對所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算 得到的視頻哈希值進(jìn)行相似度計(jì)算。

如果所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值相似，則執(zhí)行步驟S40：判定輸入的視頻數(shù)據(jù)未被篡改。

在上述步驟S30的基于歸一化漢明距來對所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值進(jìn)行相似度計(jì)算的第一實(shí)施例的情況下，如果確定的歸一化漢明距不大于預(yù)設(shè)值(即，所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值的相似度滿足條件)，則執(zhí)行步驟S40。

在上述步驟S30的基于歐式距離來對所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值進(jìn)行相似度計(jì)算的第二實(shí)施例的情況下，如果確定的于歐式距離不大于設(shè)定值(即，所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值的相似度滿足條件)，則執(zhí)行步驟S40。

如果所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值不相似，則執(zhí)行步驟S50：判定輸入的視頻數(shù)據(jù)被篡改。

在上述步驟S30的基于歸一化漢明距來對所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值進(jìn)行相似度計(jì)算的第一實(shí)施例的情況下，如果確定的歸一化漢明距大于預(yù)設(shè)值(即，所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值的相似度不滿足條件)，則執(zhí)行步驟S50。

在上述步驟S30的基于歐式距離來對所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值進(jìn)行相似度計(jì)算的第二實(shí)施例的情況下，如果確定的于歐式距離大于設(shè)定值(即，所述預(yù)設(shè)視頻哈希值與計(jì)算得到的視頻哈希值的相似度不滿足條件)，則執(zhí)行步驟S50。

下面參照圖2來詳細(xì)描述計(jì)算視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值的步驟。應(yīng)理解，可采用圖2所示的方法來計(jì)算視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值和所述預(yù)定視頻哈希值。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖1中的計(jì)算視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值的步驟的流程圖。

參照圖2，在步驟S101中，將所述視頻數(shù)據(jù)解碼為獨(dú)立的視頻幀序列。這里，可利用現(xiàn)有的各種解碼方法來將所述視頻數(shù)據(jù)解碼為獨(dú)立的視頻幀序列。

在步驟S102中，將解碼得到的視頻幀序列中的第i視頻幀和第i+1視頻幀分塊。這里，第i視頻幀和第i+1視頻幀為相鄰的視頻幀，i的初值為1。具體說來，可將第i視頻幀和第i+1視頻幀分別劃分為m個(gè)分塊，且針對一視頻幀劃分的m個(gè)分塊沒有重疊部分。應(yīng)理解，這里對第i視頻幀和第i+1視頻幀分塊的方法相同，且每個(gè)分塊的大小也相同。

在步驟S103中，計(jì)算所有分塊對應(yīng)的速度合成向量。

下面參照圖3來詳細(xì)描述任一兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場中包括的所有分塊對應(yīng)的速度合成向量。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖2中的計(jì)算的所有分塊對應(yīng)的速度合成向量的步驟的流程圖。

參照圖3，在步驟S301中，計(jì)算m個(gè)分塊中的第j分塊對應(yīng)的水平方向速度分量和垂直方向速度分量。這里，可利用現(xiàn)有的各種方法來計(jì)算m個(gè)分塊中的第j分塊對應(yīng)的水平方向速度分量和垂直方向速度分量。

在步驟S302中，對第j分塊對應(yīng)的水平方向速度分量和垂直方向速度分量進(jìn)行向量合成，得到第j分塊對應(yīng)的速度合成向量。這里，對水平方向速度分量和垂直方向速度分量進(jìn)行向量合成的方法為本領(lǐng)域的公知常識，本發(fā)明對此部分的內(nèi)容不再贅述。

在步驟S303中，判斷j是否等于m，j的初值為1。這里，1≤j≤m，m為將第i視頻幀和第i+1視頻幀之間的速度向量場劃分的分塊的個(gè)數(shù)，m為大于0 的自然數(shù)。

如果j不等于m，則執(zhí)行步驟S304：使得j＝j(luò)+1，并返回執(zhí)行步驟S301。

如果j等于m，則執(zhí)行步驟S305：得到任一兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場中包括的所有分塊對應(yīng)的速度合成向量(這里，得到的是速度合成向量的幅值和速度合成向量的方向)。

返回圖2，在步驟S104中，基于速度合成向量的幅值對所有分塊對應(yīng)的速度合成向量進(jìn)行降序排序，選取Q個(gè)(即，預(yù)設(shè)個(gè)數(shù))前的速度合成向量，并分別計(jì)算選取的速度合成向量的速度合成向量的方向與水平方向的夾角。這里，基于速度合成向量的幅值來產(chǎn)生所述視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值，保證了產(chǎn)生視頻哈希值所使用的速度合成向量能很好地代表該視頻數(shù)據(jù)的內(nèi)容。

在步驟S105中，對計(jì)算得到的Q個(gè)夾角進(jìn)行量化處理，得到各夾角量化后的夾角值。例如，可利用預(yù)設(shè)的量化步長來對計(jì)算得到的Q個(gè)夾角進(jìn)行量化處理。

例如，可利用下面的公式對任一夾角進(jìn)行量化處理，

公式(1)中，New_Angle(p)表示任一夾角對應(yīng)的量化后的夾角值，Angle(p)表示計(jì)算得到的所述任一夾角對應(yīng)的夾角的值，1≤p≤Q，S表示預(yù)設(shè)的量化步長，[]表示對的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行取整(例如，按照四舍五入的原則進(jìn)行取整)。

例如，可假設(shè)所述預(yù)設(shè)的量化步長S＝45°，則可利用公式(1)將各夾角量化為45度的整數(shù)倍，此時(shí)，對任一夾角量化后的夾角值可能的取值為所示集合{-135°,-90°,-45°,0,45°,90°,135°,180°}中的一個(gè)。

在步驟S106中，統(tǒng)計(jì)所述速度向量場對應(yīng)的各量化后的夾角值分別出現(xiàn)的 次數(shù)，并形成原始次數(shù)序列。

在步驟S107中，將所述原始次數(shù)序列中的所有次數(shù)進(jìn)行順序排序，并確定排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)。這里，可對所有次數(shù)按照次數(shù)的數(shù)值大小進(jìn)行正序排序或逆序排序。應(yīng)理解，如果所述次數(shù)序列中包含的次數(shù)的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則將位于該次數(shù)序列中間的次數(shù)作為排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)；如果所述次數(shù)序列中包含的次數(shù)的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則計(jì)算位于該次數(shù)序列中間的兩個(gè)次數(shù)所的平均值，將計(jì)算得到的平均值作為排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)。

優(yōu)選地，可在步驟S106中繪制各量化后的夾角值分別出現(xiàn)的次數(shù)對應(yīng)的直方圖，然后在步驟S107中對繪制出的直方圖進(jìn)行順序排序，以確定出排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)。

在步驟S108中，判斷所述原始次數(shù)序列中的第x個(gè)次數(shù)的值是否小于確定的排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)的值。

如果第x個(gè)次數(shù)的值小于確定的排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)的值，則執(zhí)行步驟S109：確定第x個(gè)次數(shù)所對應(yīng)的哈希比特為0。

如果第x個(gè)次數(shù)的值不小于確定的排序后的次數(shù)序列的中位數(shù)的值，則執(zhí)行步驟S110：確定第x個(gè)次數(shù)所對應(yīng)的哈希比特為1。

在步驟S111中，判斷x是否等于W，x的初值為1。這里，1≤x≤W，W為原始次數(shù)序列中包括的次數(shù)的個(gè)數(shù)，W為大于0的自然數(shù)。

如果x不等于W，則執(zhí)行步驟S112：使得x＝x+1，并返回執(zhí)行步驟S108。

如果x等于W，則執(zhí)行步驟S113：確定出第i視頻幀和相鄰第i+1視頻幀之間的速度向量場的哈希比特。

在步驟S114中，判斷i是否等于n-1。這里，1≤i≤n-1，n為解碼得到的視頻幀序列中視頻幀的個(gè)數(shù)，n為大于0的自然數(shù)。

如果i不等于n-1，則執(zhí)行步驟S115：使得i＝i+1，并返回執(zhí)行步驟S102。

如果i等于n-1，則執(zhí)行步驟S116：將所有速度向量場的哈希比特串聯(lián)排列，以形成所述視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值。

除圖2所示的計(jì)算視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值的方法之外，在另一示例中，還可在步驟S107中計(jì)算原始次數(shù)序列中的各次數(shù)的平均值，然后在步驟S108中判斷原始次數(shù)序列中的第x個(gè)次數(shù)的值是否小于計(jì)算得到的平均值，如果第x個(gè)次數(shù)的值小于該平均值，則執(zhí)行步驟S109，如果第x個(gè)次數(shù)的值不小于該平均值，則執(zhí)行步驟S110。

這里，由于本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻幀插入和幀刪除檢測方法基于兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場中的各量化后的夾角值出現(xiàn)的次數(shù)的中位數(shù)或平均值來獲得所述兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場的哈希比特，保證了獲得的所述速度向量場的哈希比特中“0”和“1”的值出現(xiàn)的概率大致相等，使計(jì)算得到的哈希比特的隨機(jī)性更佳，因此，可具有更高的安全性。

圖4示出采用本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻幀插入和幀刪除檢測方法來檢測視頻數(shù)據(jù)是否被篡改的示例。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的與圖4所示的示例對應(yīng)歸一化漢明距的示意圖。在圖5中，橫坐標(biāo)為該段視頻數(shù)據(jù)的視頻幀的數(shù)量與預(yù)設(shè)的幀間隔的比值，縱坐標(biāo)為歸一化漢明距的值。

如圖4所示，以一段持續(xù)時(shí)間為3分28秒的地鐵監(jiān)控視頻為例進(jìn)行檢測實(shí)驗(yàn)。在本示例中，利用本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻幀插入和幀刪除檢測方法計(jì)算出該段視頻數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)視頻哈希值為比特，并將該預(yù)設(shè)視頻哈希值以附加數(shù)據(jù)的形式保存在該段視頻數(shù)據(jù)中。假設(shè)，人為刪除該段視頻數(shù)據(jù)中的第25秒至40秒的視頻幀，得到篡改后的視頻數(shù)據(jù)。采用相同 的計(jì)算方法來計(jì)算篡改后的視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值，此時(shí)，計(jì)算得到篡改后的視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值為16072比特。將計(jì)算得到的篡改后的視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值與從視頻數(shù)據(jù)的附加數(shù)據(jù)中提取的所述預(yù)設(shè)視頻哈希值進(jìn)行比對，從圖5中示出的歸一化漢明距的示意圖可以看出，發(fā)現(xiàn)該段視頻數(shù)據(jù)的25秒之前的兩個(gè)視頻哈希值完全匹配(即，歸一化漢明距為0)，而25秒以后的兩個(gè)視頻哈希值匹配不佳(即，歸一化漢明距為1)，在本示例中，針對歸一化漢明距的預(yù)設(shè)值為0.1，因此25秒以后的兩個(gè)視頻哈希值的歸一化漢明距遠(yuǎn)大于預(yù)設(shè)值，則表明該段視頻數(shù)據(jù)從25秒開始出現(xiàn)異常，從而判斷出該段視頻數(shù)據(jù)從25秒開始已被篡改。也就是說，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于視頻數(shù)據(jù)中相鄰兩個(gè)視頻幀之間的速度向量場的視頻幀插入和幀刪除檢測方法可準(zhǔn)確確定出視頻數(shù)據(jù)被篡改的起始時(shí)間點(diǎn)。

應(yīng)注意，在本示例中，采用幀刪除方式對該段視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行篡改，并根據(jù)本發(fā)明所述的方法檢測出該段視頻數(shù)據(jù)被篡改，然而，本發(fā)明不限于此，本發(fā)明所述的視頻幀插入和幀刪除檢測方法還可針對幀插入、幀篡改等視頻數(shù)據(jù)篡改方式進(jìn)行檢測，只要對視頻數(shù)據(jù)的篡改涉及到改變了視頻數(shù)據(jù)中的兩個(gè)相鄰視頻幀的運(yùn)動(dòng)特征(即，速度向量場)，本發(fā)明所述的視頻幀插入和幀刪除檢測方法均適用。

采用本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻幀插入和幀刪除檢測方法，能夠有效檢測視頻數(shù)據(jù)是否被篡改。

此外，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻幀插入和幀刪除檢測方法，由于將視頻數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)的視頻哈希值以附加數(shù)據(jù)的形式保存到該視頻數(shù)據(jù)中，使得本發(fā)明示例性實(shí)施例所述的視頻幀插入和幀刪除檢測方法可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有的能夠播放該視頻數(shù)據(jù)的各種視頻播放器相兼容。

此外，采用本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻幀插入和幀刪除檢測方法，最終計(jì)算得到的視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值的長度較小，可有效減少視頻數(shù)據(jù)本身的文件大小，有助于節(jié)省視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間。

此外，由于在計(jì)算視頻數(shù)據(jù)的視頻哈希值時(shí)，將視頻數(shù)據(jù)中兩個(gè)相鄰視頻幀之間的速度向量場中的速度方向(即，水平方向速度分量和垂直方向速度分量)量化為不同的角度，并將不同角度出現(xiàn)的次數(shù)作為該視頻數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)特征，因此可提高對視頻數(shù)據(jù)的篡改檢測的敏感性，同時(shí)也可保證本發(fā)明所述的方法對視頻數(shù)據(jù)的篡改檢測具有一定的魯棒性。

此外，由于基于速度合成向量來產(chǎn)生視頻哈希值，且速度合成向量可在視頻壓縮編碼過程中被獲得而無需額外計(jì)算，因此與現(xiàn)有壓縮編碼體系更為兼容，視頻哈希值的計(jì)算速度更快。

上面已經(jīng)結(jié)合具體示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的實(shí)施不限于此。在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種修改和變型，這些修改和變型將落入權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。