） 护=I，2,3,…，心.V' = !，2,3,...，^)
[008引其中，k'表示纵向像素线的横坐标值；
[0087] SI. 2、生成像素带集合
[0088] 把提取的各帖的横向像素线按原有的时空顺序拼接起来，其中相邻的四条像素线 形成一条横向像素带K;
[0089] A;,二W〉 （/二 1，2,3，..?丄-^
[0090] 如图3所示，每条像素带包含4条像素线，且像素线形成像素带的步进为单位1 ; [00川如图3所示，再将所有的横向像素带^组合成横向像素带集合Bh;
[0092] 馬=秘K成…,皆-3}
[0093] 同理，把提取的各帖的纵向像素线按原有的时空顺序拼接起来，其中相邻的四条 像素线形成一条纵向像素带^;
[0094] A;.二仁C（/二1，2,3，...丄…^
[0095] 再将所有的纵向像素带岩^组合成纵向像素带集合Bv;
[0096] 公,'二批,/，''.'1作-\...，,''>,'..;〉 （/ 二 1，2,3，...,左
[0097] S2、利用直方图相交法计算像素带集合中每相隔四条像素带的两个像素带间的相 关系数
[0098] 设定统计直方图的离散函数邱,,Cp)
[009引
衣=-1
[0100] 其中，P代表统计直方图的特征值，M是特征值的取值个数，np是统计直方图中具 有特征值为P的像素的个数，N是统计直方图中像素的总数；
[0101] 利用直方图相交法计算横向、纵向像素带集合中每相隔四条像素带的两个像素带 间的相关系数；
[010引贝峨向像素带蜡与終4的相关系数Rh(i)可表示为：
[010引 （/二1，2,3,…，/一一巧
[0104]进而得到横向像素带相关系数集合：
[0105] Rh=出h(l)，Rh似，…，Rh(L-7)}
[0106]纵向像素带^与皆j的相关系数Rv(i)可表示为：
[0107]
(/ = 1，2,3,…，L-7)
[010引进而得到横向像素带相关系数集合：
[010引Rv=出V(I),Rv似，…，Rv化-7)}
[0110] S3、对相关系数进行异常值检测
[0111] S3. 1、将相关系数集合进行升序排序得：R'h=出'h(l)，R'h(2)，…，R\a-7)K
[0112]S3. 2、计算第一四分位数Qi，
；第^四分位数Qz，
[0113] S3. 3、根据Qi、Qz分别找到对应的相关系数，标记为R'h傅)/R'V傅）、R'h怕2) / R'v怕2);
[0114] S3. 4、根据步骤S3. 3中的相关系数计算最小值Min和最大值Max;
[0115]其中，横向最小值Min和最大值Max为：
[011引 Min = R' H(Qi)-1.5* 巧'h (Qz)-R' H(Qi))
[0117] Max = R' h化)+1. 5*巧'h(Qz)-R' H(Qi))
[0118]纵向最小值Min和最大值Max为：
[011引 Min = R' V傅）-1. 5*巧'V(Qz)-R' V(Qi))
[0120] Max = R' V化)+1. 5*巧'V(Qz)-R' V(Qi))
[0121] S3. 5、利用箱线图算法对相关系数进行异常值检测
[012引利用横向最小值Min和最大值Max检测横向的相关系数Rh (i)，如果Rh (U小于Min或者大于Max,则该相关系数Rh (i)为异常值；
[012引利用纵向最小值Min和最大值Max检测纵向的相关系数Rv (i)，如果Rv (U小于Min或者大于Max,则该相关系数Rv (i)为异常值。
[0124]实例
[0125]在本实施例中，针对上述认证方法，本发明基于Matl油进行了多次仿真实验。实 验采用Logitech C270摄像头，分辨率为320 X 240,帖速率为25FPS，实验视频压缩方式为 HUV和比264。
[0126]帖插入篡改检测：试验中将一个共606帖、播放速度为25帖/秒的视频中插入一 段长为132帖的视频，插入位置为原始视频的第364帖，那么篡改后的视频中的接缝处为 364处与496处。取出插入视频的前后静止场景部分的像素带进行试验。
[0127] 在图4(a)、（b)中均出现凹陷突变，且出现的极小值位置分别是第360处与第492 处。因为对于接缝处j而言，组成像素带bh(j)与bh(j-4)之间像素线是来自于完全原视频 的帖和完全来自插入视频的帖（或者相反），那么他们的相关性达到最低，在j-4处会出现 极小值，而j-4的前=个与后=个像素带之间的匹配值会呈现异常，但是相关性系数都会 大于j-4处。
[0128] 在本实施例中，如图5(a)和图5(b)所示，异常值存在j-7处至j-1处，且检测到 的异常值为极小值及其前后一个异常匹配值。因为bh(j)(包括bh(j))之后的像素线都是 来自于篡改部分视频序列，bh(j-7)之前的像素线来自于原始视频。在图5(a)和图5(b) 中，横坐标代表箱线图个数，纵坐标代表相关系数；若检测过程中发现某一运动场景前后的 静止场景像素带匹配值均为异常，则说明为帖插入篡改；若j-4处出现极小值，则说明原始 视频中改为位置为第j帖处。
[0129] 帖复制篡改检测：在一个长为449帖视频中，将20帖复制帖的插入到原视频的第 241帖处。接缝处分别是241与161处实验结果如下：
[0130] 对于图（6)而言，若接缝处j，从j-4处之后的像素带均含有复制帖，所W对于j之 前突变分析与帖插入相同，对于j之后的像素带均相同，其匹配值为1，直到下一个接缝处 的前第四处结束，后一个突变分析如前。
[0131] 图（7)是异常值检测，检测到的异常值为极小值和极大值，W及在极值附近的异 常值。若异常值中出现1，或者接近于1，且同时出现极小值，则说明为帖复制篡改。若j-4 处为极小值，则原始视频中第j帖处发生篡改。
[0132] 帖删除篡改检测：原始视频长度为766帖，删除其中运动场景264至532帖。取接 缝处静止像素带计算匹配值。实验结果如下：
[013引图做中，相关系数在260处出现了极小值，若接缝处为j，j-4处为像素带极小 值，类似于帖插入的接缝处，帖删除篡改视频的匹配值也会出现突变。图（9)为帖删除篡改 视频的匹配值异常值检测，异常值存在j-7处至j-1，能检测到的异常值为极小值及其前后 一个异常匹配值。如果被检测视频中只有一处异常值，则说明为帖删除篡改，如极小值出现 在j-4处，则篡改位置为j。
[0134]尽管上面对本发明说明性的【具体实施方式】进行了描述，W便于本技术领域的技术 人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于【具体实施方式】的范围，对本技术领域的普通技 术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，运些 变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
【主权项】
1. 一种视频帧间篡改被动认证方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 、获取视频像素带 设待检测视频是长度为L帧、画面高度为H、宽度为W的图像序列S; (1. 1)、获取图像序列S中每一帧的像素线 在图像序列S中每一帧的同一水平位置或同一垂直位置上的进行像素提取，得到每一 帧的像素线； 即：在第i帧水平方向上生成的横向像素线为： iI^1Mmy('y^) .卜 其中，k表示横向像素线的纵坐标值，XOY表示坐标轴； 在第i帧垂直方向上生成的纵向像素线为： /： =/[/]KM(k\y) (/ = 1,2.,3, - 上.1，= 1,2,3,-//) 其中，k表示纵向像素线的横坐标值； (1. 2)、生成像素带 把提取的各帧的横向像素线按原有的时空顺序拼接起来，其中相邻的四条像素线形成 一条横向像素带砹_; .? =〈'/!'4 '4，4〉 ：(f=l，.:2,3，'".，.Ix-.3): 再将所有的横向像素带％组合成横向像素带集合Bh; 把提取的各帧的纵向像素线按原有的时空顺序拼接起来，其中相邻的四条像素线形成 一条纵向像素带 /;.!I,/;V:，/:'.13〉 （/ = 1,2,3,…,L-3) 再将所有的纵向像素带以组合成纵向像素带集合Bv; (j-1,2,?--,￡-3) (2) 、利用直方图相交法计算像素带集合中每相隔四条像素带的两像素带之间的相关 系数 设定统计直方图的离散函数.?其中，P代表统计直方图的特征值，M是特征值的取值个数，np是统计直方图中具有特 征值为P的像素的个数，N是统计直方图中像素的总数； 利用直方图相交法计算横向、纵向像素带集合中每相隔四条像素带的两像素带之间的 相关系数； 则横向像素带％与6丨+4的相关系数Rh(i)可表示为：进而得到横向像素带相关系数集合： Rh= {Rh(l)，Rh(2)，...，Rh(L-7)} 纵向像素带灰与的相关系数Rv(i)可表示为：进而得到横向像素带相关系数集合： Rv= {RV(1)，RV(2)，…，Rv(L-7)} (3)、相关系数异常值检测 (3.1)、将相关系数集集合进行升序排序得：R'h=出'h(l)，R'h(2)，…，R'h(L_7)};(3. 3)、根据QnQ2分别找到对应的相关系数，标记为R'JQ1VITJQ1)、R'h(Q2)/R'V(Q2); (3. 4)、根据步骤（3. 3)中的相关系数计算最小值Min和最大值Max; 其中，横向最小值Min和最大值Max为： Min=R,h (Q1) -1. 5* (R，h (Q2) _R，h (Q1)) Max=R，h (Q2) +1. 5* (R，h (Q2) -R，h (Q1)) 纵向最小值Min和最大值Max为： Min=Rr ,(Q1)-L5*(Rr ,(Q2)-Rr ,(Q1)) Max=RrV(Q2)+1.5*(R，V(Q2)-R，JQ1)) (3. 5)、利用箱线图算法对相关系数进行异常值检测 利用横向最小值Min和最大值Max检测横向的相关系数Rh (i)，如果Rh (i)小于Min或 者大于Max，则该相关系数Rh (i)为异常值； 利用纵向最小值Min和最大值Max检测纵向的相关系数Rv (i)，如果Rv (i)小于Min或 者大于Max，则该相关系数Rv (i)为异常值。
【专利摘要】本发明公开了一种视频帧间篡改被动认证方法，通过横向或纵向截取视频帧，每帧截得一条像素线，然后将每像素线与其后面连续的四条像素线集合成为一个像素带，从而形成一个像素带集合；接着利用直方图相交法计算每相隔四个像素带的两个像素带之间的相关性，从而得到一组相关系数，再利用箱线图检测法对相关系数值进行异常值检测，进而完成视频篡改的被动认证。
【IPC分类】H04N19/89
【公开号】CN105141969
【申请号】CN201510603179
【发明人】徐杰, 梁玉嫣, 谢艾云, 田兴发, 孙健
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月21日