S(k)為高頻譜的顯著分布譜。
[0054] (S. 4)提取S(k)尖峰值，非尖峰置0,生成尖峰譜P(k)，如圖3所示流程分離異常 尖峰集如下：
[0055] (S. 4. 1)計算尖峰譜P (k)的均值Ep，設(shè)定異常閾值Thri = 0· 8E p。對P (k)作硬閾 值處理，即低于他巧的尖峰置0,否則P(k)保持不變。非0尖峰并入異常尖峰子集；
[0056] (S. 4. 2)重復(fù)上述步驟，直至異常尖峰子集元素不發(fā)生變化為止。
[0057] (S. 5)利用頻譜尖峰P(k)和異常尖峰集#(*)計算可信度如下：
[0059] 其中聲為由異常尖峰集#:(?構(gòu)造的向量，&為異常尖峰集盧㈨的容量，Ρ為由尖峰 譜P(k)構(gòu)造的向量，Μ??χ(/Μ.和Mean(P)分別為取#的最大值和取P的平均值。確定可穩(wěn) 定區(qū)分真?zhèn)我曨l的閾值他巧為1. 48。當(dāng)CV值大于Thr 2,則認(rèn)定視頻為由運動補(bǔ)償幀率上 轉(zhuǎn)換編輯過的偽造視頻，否則為原始視頻。
[0060] 圖4顯示了 CIF格式的標(biāo)準(zhǔn)測試序列Football原始視頻與對應(yīng)偽造視頻的標(biāo)準(zhǔn) 差序列曲線，其中偽造視頻由上轉(zhuǎn)因子為4的運動補(bǔ)償幀率上轉(zhuǎn)換為原始幀率，可看出偽 造視頻在內(nèi)插處的標(biāo)準(zhǔn)差劇烈變小，呈現(xiàn)出周期性，而原始視頻更加趨于平滑。圖5、6顯示 了圖4所示曲線的頻譜分析圖，可看出原始視頻標(biāo)準(zhǔn)差序列頻譜尖峰分布均勻，幅度較小， 而偽造視頻標(biāo)準(zhǔn)差序列頻譜尖峰分布不均勻，出現(xiàn)少許極大異常值。由此可知，本發(fā)明鑒定 方法無論在時域還是在頻域均可有效區(qū)分原始視頻與偽造視頻。
[0061] 采用QCIF、CIF、720P和1080P格式的924組標(biāo)準(zhǔn)視頻序列構(gòu)造測試集，其中由840 組偽造視頻組成正例集，由84組原始視頻組成負(fù)例集。正例集包含140個未壓縮視頻組 和720個H. 264壓縮視頻組，反例集包含12個未壓縮視頻組和72個H. 264壓縮視頻組。利 用本發(fā)明鑒別測試集中視頻真?zhèn)危瑢嶒灲Y(jié)果如下所示：
[0062]
[0063] 注：平均檢測率=[1-(漏報率+誤報率）/2] X 100%
[0064] 從以上實驗數(shù)據(jù)可明顯看出，利用本發(fā)明對經(jīng)過運動補(bǔ)償幀率上轉(zhuǎn)偽造視頻的檢 測，對于未經(jīng)過壓縮處理的視頻集合，其平均檢測率最大可達(dá)100 %，一般平均檢測率達(dá)到 95. 84%以上，對于經(jīng)過壓縮處理的視頻集合，其平均檢測率最大可達(dá)99. 31 %，一般平均檢 測率達(dá)到95. 84%以上，而對于全體視頻集合，當(dāng)上轉(zhuǎn)因子分別取2和3時，其平均檢測率 為99. 41 %和96. 23%。由此可說明本發(fā)明對運動補(bǔ)償幀率上轉(zhuǎn)偽造視頻鑒定具有較高的 準(zhǔn)確性。
[0065] 由以上可以清楚的看出，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出的有益技術(shù)效果： 本發(fā)明通過分析視頻幀的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差分布的周期性來判斷視頻是否經(jīng)過運動補(bǔ)償幀率上 轉(zhuǎn)換。為了強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)差曲線頻譜特點，采用高通濾波、顯著性增強(qiáng)及異常尖峰提取處理手 段。通過設(shè)計可信度指標(biāo)，利用硬閾值判決鑒定視頻真?zhèn)?。本發(fā)明可有效檢測出經(jīng)過運動 補(bǔ)償上轉(zhuǎn)換的視頻序列，抽檢924組標(biāo)準(zhǔn)視頻序列，其檢測成功率可達(dá)到95. 84%以上，其 中對于未經(jīng)壓縮處理的視頻序列集合，檢測成功率可達(dá)100%。由此可知，本發(fā)明為幀率上 轉(zhuǎn)換操作鑒定提供了有效、簡單的方法，有效保證了原始視頻的安全、可靠傳輸，保證公眾 權(quán)益，經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。
【主權(quán)項】
1. 一種基于噪聲水平估計的視頻運動補(bǔ)償帖率上轉(zhuǎn)取證方法，其特征在于，首先計算 待鑒定視頻各帖表征噪聲水平的高斯分布標(biāo)準(zhǔn)差，獲得標(biāo)準(zhǔn)差序列；再依次對標(biāo)準(zhǔn)差序列 進(jìn)行傅立葉變換獲得傅立葉頻譜，對傅立葉頻譜作高通濾波，并進(jìn)行顯著性增強(qiáng)處理，提取 頻譜尖峰，并從中分離出異常尖峰集；最后，利用頻譜尖峰和異常尖峰子集計算可信度，根 據(jù)可信度設(shè)置闊值，當(dāng)可信度大于闊值，則待鑒定視頻為由運動補(bǔ)償帖率上轉(zhuǎn)換編輯過的 偽造視頻，否則為原始視頻。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于噪聲水平估計的視頻運動補(bǔ)償帖率上轉(zhuǎn)取證方法，其特 征在于，由W下步驟實現(xiàn)： (1) 計算待鑒定視頻各帖表征噪聲水平的高斯分布標(biāo)準(zhǔn)差，獲得標(biāo)準(zhǔn)差序列，方法是： 提取第t帖視頻帖的亮度成份ft，t= 1，2,…，T，T為視頻序列總帖數(shù)，由式（1)計算 一級小波分解的最高頻子帶系數(shù)：式（1) 其中，（m，n)為像素位置坐標(biāo)，X表示卷積運算，偶數(shù)索引n=化、m=化，k> 0,代表 非負(fù)處計算卷積時進(jìn)行濾波和用2下采樣，馬和h,分別是有限長低通和高通濾波器組，由 4階Symlets小波基抽取而成，分別組成如下： /!,;二[-0.0758, -0.0296,0.4976,0.別:67,化2979, -().0992, -().() 126,0.()322" h*= [-0. 0322, -0. 0126,0. 0992,0. 2979, -0. 8037,0. 4976,0. 0296, -0. 0758] 利用最高頻子帶系數(shù)計算視頻帖的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差如下：式似 其中Median(Wt)表示取輸入向量胖4的中值，Iw4-Median(W4)I表示取輸入向量W^-Median卿4)的絕對值，Median(IW^-Median(Wt)I)表示取輸入向量IW^-Median(胖4) 的中值；； (2) 對標(biāo)準(zhǔn)差序列進(jìn)行傅立葉變換獲得傅立葉頻譜，其變換公式為：式做 其中T為視頻序列總帖數(shù)，F(xiàn)(k)為傅立葉頻譜，e'《為復(fù)指數(shù)函數(shù)； (3) 對傅立葉頻譜作高通濾波，并進(jìn)行顯著性增強(qiáng)處理，方法是： 對傅立葉頻譜F化）作高通濾波處理，具體為：式（4) 其中護(hù)腳為高頻濾波后的傅立葉頻譜，d取0. 12 .T的整數(shù)部分，對#似顯著性增強(qiáng)處 理如下：式巧） 其中S化）為高頻譜的顯著分布譜； (4)提取頻譜尖峰，并從中分離出異常尖峰集，提取S(k)尖峰值，非尖峰置0,生成尖峰 譜P化)，分離異常尖峰集刮巧，方法為： 計算尖峰譜P化）的均值Ep,設(shè)定異常闊值化ri= 0. 8EP，對P化）作硬闊值處理，即低 于化ri的尖峰置0,否則P化）保持不變，非0尖峰并入異常尖峰集，重復(fù)操作，直至異常尖 峰子集元素不發(fā)生變化為止； (5)利用頻譜尖峰和異常尖峰子集計算可信度，根據(jù)可信度設(shè)置闊值，當(dāng)可信度大于闊 值，則待鑒定視頻為由運動補(bǔ)償帖率上轉(zhuǎn)換編輯過的偽造視頻，否則為原始視頻，可信度的 計算公式如下：其中 >為由異常尖峰集刮4構(gòu)造的向量，Ni為異常尖峰集叫/〇的容量，P為由尖峰譜P似構(gòu)造的向量，郝Mean(巧分別為取#腳最大值和取P的平均值，當(dāng)CV值大于 化則認(rèn)定視頻為由運動補(bǔ)償帖率上轉(zhuǎn)換編輯過的偽造視頻，否則為原始視頻。
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于噪聲水平估計的視頻運動補(bǔ)償幀率上轉(zhuǎn)取證方法，可有效解決在視頻認(rèn)證技術(shù)方面，對于運動補(bǔ)償幀率上轉(zhuǎn)換操作的視頻安全防偽問題，方法是，首先計算待鑒定視頻各幀表征噪聲水平的高斯分布標(biāo)準(zhǔn)差，獲得標(biāo)準(zhǔn)差序列；再依次對標(biāo)準(zhǔn)差序列進(jìn)行傅立葉變換獲得傅立葉頻譜，對傅立葉頻譜作高通濾波，并進(jìn)行顯著性增強(qiáng)處理，提取頻譜尖峰，并從中分離出異常尖峰集；最后，利用頻譜尖峰和異常尖峰子集計算可信度，根據(jù)可信度設(shè)置閾值，當(dāng)可信度大于閾值，則待鑒定視頻為由運動補(bǔ)償幀率上轉(zhuǎn)換編輯過的偽造視頻，否則為原始視頻，本發(fā)明方法新穎獨特，易操作，使用效果好，可有效解決視頻的防偽問題，保證視頻運動補(bǔ)償幀率上轉(zhuǎn)換的安全。
【IPC分類】H04N19/51, H04N19/80, H04N19/117
【公開號】CN105376584
【申請?zhí)枴緾N201510807782
【發(fā)明人】李然, 馬行坡, 郭華平, 劉宏兵
【申請人】信陽師范學(xué)院
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月20日