基于时偏特征的视频同源Copy-Move检测方法_2

文档序号:9814753阅读:来源:国知局
[0044] 步骤4.2:计算4.1中序列对的HOG描述子的差别,采用欧式距离来描述差异性;其 中,判定过程将产生判定矩阵G,
[0045] (片y -- I ",〇11,".、、材';
[0046] 式中:邸表示计算两个块册G的欧氏距离,T为预设的阔值,若两个块B、B'距离小于 阔值T,则该块该时刻的判决矩阵值为1,否则置为0。
[0047] 与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
[004引1、本发明提供的基于时偏特征的视频同源Copy-Move检测方法能够不受篡改方式 所限制,对所篡改的区域前景和背景部分均进行检测,准确率高。
[0049] 2、本发明提供的基于时偏特征的视频同源Copy-Move检测方法充分利用了视频的 时域特性,弥补了空间特征匹配的方式的不足,能够检测出被忽略的背景或静止物体的 copy-move篡改行为。
【附图说明】
[0050] 通过阅读参照W下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显:
[0051 ]图1为本发明提供的计算偏移矩阵流程图;
[0052] 图2为本发明提供的模型框架图。
【具体实施方式】
[0053] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。W下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明,但不W任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术 人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可W做出若干变形和改进。运些都属于本发明 的保护范围。
[0054] 本发明提出了一种基于时域偏移特性的帖内copy-move篡改检测方法。该方法首 先采用LK光流法计算了测试视频的块区域光流序列,再通过将各个区域光流序列进行相位 相关计算出他们的偏移参数构建偏移矩阵,此偏移矩阵描述了各个块可能存在copy-move 嫌疑的配对块的时空位置,最后利用HOG特征检测嫌疑块之间的空间纹理特征的欧氏距离, 若距离超过阔值,则判定运两个块存在copy-move篡改操作。
[0055] 由于此种篡改方式势必会带来区域像素跨时间的整段平移,也就产生了时域偏 移,而运种性质在频域中将带来相位相关的检测可能性,所W本发明利用该特性,结合光流 和相位相关进行篡改检测。与现有技术相比,该方法创新性的使用了视频时域特性,同时也 可W无视篡改区域是前后景进行检测,并提高了像素级别的检测准确率。
[0056] 具体地,如图2所示,根据本发明提供的基于时偏特征的视频同源copy-move检测 方法,包括如下步骤:
[0057] 步骤1:对测试视频进行时空分块预处理,并采用LK光流法计算其光流序列,得到 该视频的区域光流矩阵;
[0058] 步骤2:根据步骤1中得到的区域光流矩阵,通过相位相关性计算区域的时域偏移 矩阵;
[0059] 步骤3:对测试视频进行分块,并计算每个块的方向梯度直方图化istogram of Oriented Gradient,册G)特征,生成册G特征矩阵;
[0060] 步骤4:利用步骤2中得到的偏移矩阵比对两片区域的HOG特征相似度,生成判决矩 阵,将该判决矩阵与Ground Truth比对产生准确率。
[0061] 所述步骤1包括如下步骤:
[0062] 步骤1.1:对测试视频每一帖进行空间域分块,此处选择块大小为16 X 16像素大小 的块。同时,保证所分块相互之间有重叠,此处选择互相覆盖50%面积,则重叠块面积为8X 16像素大小的块;
[0063]步骤1.2:义用LK光流法计算视频每一帖每一个像素的光流,首先对视频帖进行局 斯滤波,得到平滑图像,再提取平滑图像的不同尺度的金字塔模型图像,并对每一层金字塔 计算光流,最后合并成完整的光流场;
[0064]步骤1.3:根据步骤1.1中的分块方法,为了方便计算,忽略光流方向属性,统计每 个块中光流值大小总和作为该块的光流值,并放于光流矩阵中,得到光流矩阵沙S计算公 式如下:
[0067] 式中:bx,、by表示块空间X、Y坐标,to为该光流所在的起始帖,t施著表示第to帖 化又,67)块处的光流值,^,7);[]1(13义,67)表示所有在块(13义,67)中的像素点,(^^,7)表示像 素点(x,y)处的光流向量。
[0068] 所述步骤2包括如下步骤:
[0069] 步骤2.1:对测试视频进行时间域分片,并保证分片相互之间覆盖25%帖数,此处 根据可行性实验,将片段大小确定为8帖,重叠为2帖,即步长为6、一个片段大小为8帖;根据 分片长度,提取出的块光流序列即为区域光流,表征该块此段时间内的时域特征;
[0070] 步骤2.2:将分片后的块光流从光流矩阵中取出作为样品,计算样品与剩余的空间 位置块的完整光流序列的相位相关,判断是否存在偏移,如果存在,则在偏移矩阵的巧位 置处记下该偏移参数^',7',*'),其中,6^、67、切分别为样品的空间横纵坐标和所在帖数, x'、y'、t'分别为与样品存在相位相关的偏移块的空间横纵坐标和所在帖数;W此类推,计 算每一帖的分片光流与光流矩阵〇/的相位相关,如果存在偏移参数,则在偏移矩阵中该位 置置为该偏移参数,否则置为0。
[0071 ]所述步骤2.2中的相位相关定义如下:
[0072] 将光流大小的时间序列作为信号,每个空间位置就有了一个长度为N的序列,N为 视频帖数,设0为计算所得的光流序列,
[0073] 。=护 ^
[0074] 其中,t为帖数,(x,y)为计算光流的块空间位置,F为总帖数,W、H分别为视频帖的 横坐标和纵坐标块的数目,Of为计算出的光流大小,将空间坐标(x〇,y〇),时间坐标to处At 长度的光流序列作为信号模板;
[00对各(0 = 0/克:策山;
[0076]将完整光流序列0作为原始信号,g(to)作为待测信号,计算功率谱如下:
[007引其中,(^(?)、6^?)分别为(^、邑(切)的傅里叶变换,沪-1表示傅里叶逆变换,由 于存在自比较的情况,最大值总是与自身光流序列对比的偏移结果,另max为取第二大值; 通过求得与g(to)相同的光流序列所在的时间偏移量U,篡改区域的于视频内存在同样的序 列而找到偏移坐标,非篡改区域则因找不到同样的序列而被判定为原始区域;
[0079] 由于Copy-Move区域的光流序列存在匹配的另一个光流序列,通过将一定时间长 度的的光流序列作为输入和空间坐标完整的光流序列进行相位相关计算,即可寻找到可能 的偏移量即找到潜在的篡改点,偏移矩阵计算公式如下:
[0080] 巧二 b 记;
[0 5(/,,,),7/r," =/0
[0081 ]式中:S (tm)表示to帖中bx、by位置A t时间长度的光流序列与所有完整时间的光流 序列的相位相关计算,U表示在相位相关计算中取得第二大相似度的帖位置;如果当前块 (bx,by,to)和所有其他块都没有找到偏移量就置为零,得到每一帖的块偏移矩阵P。
[0082] 具体的,如图1所示,图中为偏移矩阵的提取流程:
[0083] 第一步:根据当前帖的块位置,从光流矩阵中提取光流序列;
[0084] 第二步:根据之前的说明计算相位相关,判断能量频谱的峰值是否超过阔值,如若 超过,则在偏移矩阵中记下该偏移参数一一偏移帖数、偏移空间坐标;若没有超过阔值的峰 值,则偏移矩阵位置设为〇,;
[0085] 第=步:判断当前帖是否还有未计算的块,若存在则重复第一步,否则计算下一 帖。
[0086] 所述步骤3包括如下步骤:
[0087] 步骤3.1:根据步骤1所采用的空间域分块方法,将视频进行分块处理;
[0088] 步骤3.2:对视频中的块计算其册G特征描述子,置于该块所处的时空坐标(x,y,t) 处,生成HOG矩阵,表示为H,计算公式如下: , 、1<片.\-<
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