同源视频Copy-Move篡改检测及恢复

针对同源视频序列的copy-move篡改方式, 提出一种通过度量图像内容间的相关性, 来实现对视频序列的copy-move篡改检测并恢复的方法. 首先将视频帧内容转化为一系列连续的图像帧, 对图像分块, 提取每帧图像的8个特征矢量, 再利用欧氏距离计算帧间相关性, 并通过添加偏差矩阵构造动态偏差阈值, 检测出copy-move篡改序列且精确至帧, 从而实现对视频序列的篡改检测与恢复. 实验表明, 该算法对同源视频序列的copy-move篡改检测及恢复能够取得理想的效果.     

基于运动补偿和自适应双闭值的镜头分割

镜头分割是视频检索的结构化基础.提出一种高效的镜头分割算法,首先针对视频中的图像帧序列间存在一定的运动,对视频中的图像帧采用运动矢量场自适应搜索技术进行分块运动矢量估计,然后进行运动补偿,接着在此基础上计算两帧间的像素值不变点数,并基于滑动窗口获取局部自适应的双阈值,最后基于自适应双阈值间的比较检测切变和渐变.实验结果证实,该算法不仅能够有效地检测出镜头的切变和渐变,而且对运动具有较强的鲁棒性.     

基于多种视频特征的镜头边界检测算法

提出一种基于多种视频特征的自适应镜头边界检测算法.利用滑动窗口将当前帧与其前后相邻多帧的视频特征进行比较,形成2组相似向量,利用Fisher判别式与运动矢量形成的自适应阈值实现突变检测.提取帧的亮度方差作为特征,通过有限状态机实现渐变检测.对大量TRECVID视频进行实验,结果表明该算法对突变和渐变都具有良好的检测性能,对运动及闪光具有较好的鲁棒性.     

一种运动背景下移动目标的检测方法

针对全局运动视频序列中的目标检测,提出了改进的灰度投影算法.通过对灰度投影相关曲线的分析,根据其单峰性特征,提出了三点局域自适应搜索算法,该方法能够快速的估计出前后两帧之间的运动矢量.然后以参考帧图像背景为参照,映射当前帧的背景信息,以此补偿全局运动矢量,将连续几帧图像的相同背景稳定在同一幅图像的相同位置上,从而能够利用改进的连续三帧差分法准确地检测出运动目标,并根据目标的特征进行分类识别.实验结果表明,该方法能够有效地从视频序列中提取和识别出运动目标.     

基于光流周期特性的视频帧率上转篡改检测

视频帧率上转是视频时域篡改的一种常见篡改手段,它通过周期性地在两个视频帧中间插入中间帧的方式,实现将视频由低帧率转换到高帧率的目标.本文提出了一种基于光流周期特性的视频帧率上转篡改检测算法,首先将视频转为帧图像序列,然后采用Horn-Schunck光流法计算每帧图像每个像素点的光流矢量,并计算相邻帧图像光流的变化率.最后利用快速傅里叶变换对光流变化率数据进行频谱分析,根据最高谱线的幅值与平均幅值的比值阈值来判别视频是否经过篡改.实验表明,算法不仅能够准确识别待测视频是否经过帧率上转篡改,并且提高了视频压缩的鲁棒性能,具有一定的实际应用价值.     

基于压缩感知的视频双水印算法研究

针对数字视频的内容保护与帧内、帧间篡改检测的难题,采用压缩感知理论提取视频的内容特征作为水印,提出一种双水印的视频保护和篡改检测算法。首先,利用压缩感知过程提取I帧宏块的内容特征,生成半脆弱的内容认证水印;然后,对帧序号进行二值运算,生成完整性水印;最后,利用压缩感知信号重构OMP(Orthogonal Matching Pursuit)算法把生成的双水印嵌入到I帧和P帧相应宏块的DCT高频系数的压缩测量值中,以此提高视频水印的抗攻击能力,并实现对视频篡改的检测。仿真实验表明,所提算法对视频帧内篡改具有精确定位到子块的检测能力;同时对帧插入、帧删除、帧交换等类型的视频帧间篡改具有很强的检测能力。     

无特定背景条件下运动目标的分割算法研究

针对无特定背景条件下运动目标的分割问题,采用改进的三步搜索算法有效地提高灰度投影法检测序列帧间运动矢量搜索速度,同时保持了运动矢量的搜索精度。并通过帧间运动矢量补偿将相邻三帧图像的相同背景稳定在同一幅图像的相同位上,提出了改进型HSI帧差分法检测运动目标区域,通过聚类分析确定运动目标的个数。结合数学形态学的闭运算和填充运算分割出运动目标。实验结果表明,该方法能够快速高效地从无特定背景条件下的视频序列中提取运动目标,具有图像信息利用充分、鲁棒性强和准确性高等优点。     

视频帧内运动目标移除篡改检测算法

针对数字视频帧内对象被移除的篡改操作,提出了一种基于主成分分析（PCA）的篡改检测算法。首先对待测视频帧与基准帧相减得到的差异帧使用稀疏表示方法进行去噪,降低噪声对随后特征提取的干扰;其次将去噪后的视频帧进行非重叠分块,利用主成分分析提取像素点的特征并构造特征向量空间;然后使用k-means算法对特征向量空间进行分类,并将分类结果用二值矩阵表示;最后对二值矩阵进行图像形态学操作得到最终检测结果。实验结果表明所提算法的检测性能指标精确度达到91%、准确度达到100%、F1值达到95.3%,比基于压缩感知的视频篡改检测算法在性能指标上有一定程度的提高。实验证明,对于背景静止的视频,该算法能够检测出帧内运动目标被删除的篡改操作,而且对有损压缩视频具有很好的鲁棒性。     

视频运动矢量的获取FPGA实现

提出一种视频运动检测的方法,通过融合帧间差法、色彩匹配法、区域特征匹配法、目标关键位置选取和光流场分析的视频运动检测方法,对视频数据流进行分析计算,获取运动目标的运动矢量.在Altera公司的FPGA试验平台DE1上,构建了视频运动检测矢量获取的验证系统.实践结果表明,该方法能够实时分析目标运动信息,快速准确获取视频流中目标的运动矢量.     

多关键帧特征交互的人脸篡改视频检测

目的深度伪造是新兴的一种使用深度学习手段对图像和视频进行篡改的技术,其中针对人脸视频进行的篡改对社会和个人有着巨大的威胁。目前,利用时序或多帧信息的检测方法仍处于初级研究阶段,同时现有工作往往忽视了从视频中提取帧的方式对检测的意义和效率的问题。针对人脸交换篡改视频提出了一个在多个关键帧中进行帧上特征提取与帧间交互的高效检测框架。方法从视频流直接提取一定数量的关键帧,避免了帧间解码的过程;使用卷积神经网络将样本中单帧人脸图像映射到统一的特征空间;利用多层基于自注意力机制的编码单元与线性和非线性的变换,使得每帧特征能够聚合其他帧的信息进行学习与更新,并提取篡改帧图像在特征空间中的异常信息;使用额外的指示器聚合全局信息,作出最终的检测判决。结果所提框架在FaceForensics++的3个人脸交换数据集上的检测准确率均达到96.79%以上;在Celeb-DF数据集的识别准确率达到了99.61%。在检测耗时上的对比实验也证实了使用关键帧作为样本对检测效率的提升以及本文所提检测框架的高效性。结论本文所提出的针对人脸交换篡改视频的检测框架通过提取关键帧减少视频级检测中的计算成本和时间消耗,使用卷积...     

数字视频区域篡改的检测与定位

目的 数字视频区域篡改是指视频帧图像的某个关键区域被覆盖或被替换,经过图像编辑和修补之后,该关键区域的修改痕迹很难通过肉眼来分辨。视频图像的关键区域承载了视频序列的关键语义信息。如果该篡改操作属于恶意的伪造行为,将产生非常严重的影响和后果。因此,视频区域篡改的检测与定位研究具有重要的研究价值和应用前景。方法 数字图像的复制粘贴篡改检测已经取得较大的研究进展,相关研究成果也很多。但是,数字视频区域篡改的检测与定位不能直接采用数字图像的复制—粘贴篡改取证算法。数字视频区域篡改检测与定位是数字视频被动取证研究领域中的一个新兴的研究方向,近年来越来越多的学者在该领域开展研究工作。目前,数字视频的区域篡改检测与定位研究还缺少完善的理论支撑和通用的检测与定位算法。在广泛调研最近几年的最新研究成果的基础上,对数字视频区域篡改的被动取证概念及重要性进行了介绍,将现有的数字视频区域篡改被动取证算法分为4类：基于噪声模式的算法、基于像素相关性的算法、基于视频内容特征的算法和基于抽象统计特征的算法。然后,对这些区域篡改检测与定位的算法进行对比分析,并介绍现有的视频区域篡改软件和算法,以及篡改检测算法的测试数据库。最后,对本研究领域存在的问题和挑战进行总结,并对未来的研究趋势进行展望。结果 选取了20篇文献中的18种算法,分别介绍每种算法的算法原理,并对这些算法进行对比分析。大部分的算法都宣称可以检测并定位出篡改可疑区域,但是检测和定位的精度、计算复杂度都各有差异。其中,基于时空域的像素相关性分析的算法具有较好的检测和定位效果,并且支持运动背景视频中的运动目标删除篡改检测和定位。基于光流平滑性异常的算法和基于运动目标检测的算法都是基于公开的视频篡改测试库进行比较测试的,两种算法都具有较好的检测和定位效果。基于隐写分析特征提取的集成分类算法虽然只能实现时域上的篡改定位,不能实现更精细的空域篡改定位,但是该算法为基于机器学习的大规模视频篡改取证研究提供了新思路和可能的发展方向,具有较大的指导意义。结论 由于视频编码压缩引入噪声,以及视频区域篡改软件工具和技术的改进,视频区域篡改检测和定位仍是一个极具挑战的课题。未来几年,基于视频内容特征和抽象统计特征的视频区域篡改检测和定位算法,有可能结合深度学习算法,得到进一步的研究和发展;相关的理论算法、系统模型和评价标准等研究成果将逐步完善。     

<Emphasis Type="Bold">Inter-frame forgery detection in H.264 videos using motion and brightness gradients</Emphasis>

In the midst of low cost and easy-to-use multimedia editing software, which make it exceedingly simple to tamper with digital content, the domain of digital multimedia forensics has attained considerable significance. This research domain deals with production of tools and techniques that enable authentication of digital evidence prior to its use in various critical and consequential matters, such as politics, criminal investigations, defense planning. This paper presents a forensic scheme for detection of frame-based tampering in digital videos, especially those captured by surveillance cameras. Frame-based tampering, which involves insertion, removal or duplication of frames into or from video sequences, is usually very difficult to detect via simple visual inspection. Such forgeries, however, disturb the temporal correlation among successive frames of the tampered video. These disturbances, when analyzed in an appropriate manner, help reveal the evidence of forgery. The forensic technique presented in this paper relies on objective analysis of prediction residual and optical flow gradients for the detection of frame-based tampering in MPEG-2 and H.264 encoded videos. The proposed technique is also capable of determining the exact location of the forgery in the given video sequence. Results of extensive experimentation in diverse and realistic forensic set-ups show that the proposed technique can detect and locate tampering with an average accuracy of 83% and 80% respectively, regardless of the number of frames inserted, removed or duplicated.     

基于运动矢量的抗几何攻击视频水印方案

许多数字图像和视频水印方案都无法抵挡几何变换攻击,即使是轻微的旋转、缩放、平移也将会破坏水印的同步,这就使得水印难以检测出来。为解决此难题,提出了一种新颖的视频水印算法。该算法利用了运动矢量特征的相对关系不易随几何失真变换而改变的特性,使得水印具有内在的抗几何失真的鲁棒性。该算法中,水印嵌入和检测时,不仅可根据平均运动矢量的方向和幅度确定水印模板的位置和方向,而且水印检测不需要原始视频。实验表明,该水印算法对几何变换攻击具有较强的鲁棒性。     

基于压缩域水印的AVS视频认证*

为了提高压缩域视频水印的安全性,提出一种基于压缩域的AVS视频认证水印新算法。它从视频空间的三维特性出发,利用I帧分块能量关系、GOP结构信息、帧结构信息等构造特征码。在嵌入算法上,将特征码同时嵌入到中频DCT系数和运动矢量中,在认证端将重建特征值和提取的双水印进行比较。仿真实验结果表明,该算法具有较好的窜改认证能力。     

Region-based hybrid medical image watermarking for secure telemedicine applications

In this paper we propose a novel region based hybrid medical image watermarking (MIW) scheme to ensure authenticity, integrity and confidentiality of medical images. In this scheme a digital medical image is partitioned into region of interest (ROI) and the region of non interest (RONI). To detect and localize ROI tampering with high accuracy pixel wise positional and relational bits are calculated. Positional bit is calculated with respect to MSBs, row and column of the pixel. Relational bit shows the relation between MSBs. Two original LSBs of each ROI pixel are replace by their corresponding positional and relational bits. Original LSBs of ROI pixels are concatenated and embedded in RONI for ROI recovery in the case of tampering. Multiple watermarks i.e. electronic patient record (EPR), hospitals logo and LSBs of ROI are embedded simultaneously as a robust watermark in RONI using IWT-SVD hybrid transform. The proposed scheme is blind and free from false positive detection. Various experiments have been carried out on different medical imaging modalities to evaluate the performance of the proposed scheme in terms of imperceptibility, robustness, tamper detection, localization, recovery and computation time. ROI tampering is detected and recovered with high accuracy. Thus, the proposed scheme is effective in telemedicine applications.

     

融合空间约束和梯度结构信息的视频篡改检测算法

相邻帧间相似性原理的传统视频被动取证方法会对画面运动剧烈的视频发生大量误检测,针对这个问题,提出了一种融合空间约束和梯度结构信息的视频篡改检测方法。首先,利用空间约束准则,提取低运动区域和高纹理区域,并将两个区域进行融合,获取顽健的量化相关性丰富区域用于提取视频最优相似性特征;然后,改进原有特征的提取和描述方法,运用符合人类视觉系统特性的梯度结构相似性 GSSIM 来计算空间约束相关性值,最后,利用切比雪夫不等式对篡改点进行定位。实验证明,针对画面运动剧烈的视频,所提算法误检率更低,精确度更高。     

采用量化离散余弦变换系数检测视频单帧连续多次复制粘贴篡改

目前大多数时域视频帧复制粘贴篡改检测算法都是针对至少20帧以上的视频子序列的复制粘贴篡改,而对单帧复制粘贴篡改无法判断。而根据人眼视觉感知的特性,修改视频内容需要至少15帧以上的帧操作,因此篡改帧想通过单帧复制粘贴篡改来达到想要的效果,必须进行连续多次粘贴操作。为了检测这种篡改方式,针对性地提出了一种基于量化离散余弦变换(DCT)系数的视频单帧连续多次复制-粘贴篡改检测算法。首先,将视频转换为图像,采用量化后的DCT系数作为视频帧图像特征向量,并通过计算巴氏(Bhattacharyya)系数来衡量两相邻帧帧间相似度;再设定阈值来判断两相邻帧帧间相似度是否有异常,最后根据出现相似度异常的帧是否连续,以及连续出现的帧数来判断视频是否经过篡改,并定位篡改位置。实验结果表明,所提算法对不同场景的视频都能检测,不仅检测速度快,而且不受再压缩因素影响,算法的正确率高、漏检率低。     

智能视频监控系统中的干扰检测及分类

针对智能视频监控系统中的干扰检测问题,提出了一种新的检测方法,并将干扰类型进行了分类.该方法对智能视频监控系统中的遮挡、失焦、亮度异常、偏色和噪声污染五种干扰分别提取检测特征,实现了对不同类型干扰的分类检测.同时,该方法采用了自适应更新阈值的方法,降低了检测方法的复杂度,提高了其实用性.实验结果表明:在能够满足监控系统实时性的要求下,与经典方法相比本文方法的检测性能较好,适用范围较广,分类正确率达到了92.2％.