视频帧编辑篡改检测研究

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1、天津大学硕士学位论文视频帧编辑篡改检测研究AResearchofvideoframetamperingdetection学科专业：信息与通信工程研究生：黄冰洋指导教师：苏育挺教授天津大学电子信息工程学院2015年11月摘要随着各类多媒体编辑软件的广泛传播，网上出现了大量的编辑过或篡改过的视频资源，其中一些资源足以做到以假乱真。只有能够有效地验证这些视频资源的真实性，人们才能放心地使用。近年来，数字视频被动取证技术研究成为一大热点。帧编辑是数字视频伪造中应用最为广泛的篡改操作，通过移除或删除一些特定的帧就能轻

2、松修改视频内容，达到迷惑大众的效果。目前，对于该方面的研究主要存在的问题为：算法对帧编辑数量有所限制、无法定位篡改点、检测效率不高。针对这些问题，本文通过观察MPEG-2视频压缩编码过程中遗留的痕迹展开讨论并提出新的检测算法。主要研究内容包括：1）基于重建DCT系数的高频特征。分析帧编辑操作对DCT系数分布的影响，阐述一次压缩及二次压缩的DCT系数分布规律。针对不同数量的帧编辑，分析DCT系数高频能量周期性频率点值。2）基于S变换的GOP层定位机制和基于相关性的帧层定位机制。分析S变换幅度谱，提取频率峰值剖

3、面图，实现GOP层定位。针对选取的候选GOP，计算帧与帧间的相关性，实现帧层定位。大量实验结果表明，本文提出的帧编辑篡改检测算法不仅改善了现有传统算法对帧编辑数量的限制性条件，同时也解决了现有算法无法定位视频篡改点的问题。从实验数据可以看出，新的检测算法在检测效率上有很大的性能提升。关键词：数字视频取证；帧篡改；非线性量化；S变换ABSTRACTWiththewidespreadofvariousmultimediaeditingsoftware,agreatnumberofeditedortampered

4、videoresourcesappearontheInternet,someofwhichcanbemistakenforgenuineones.Onlyaftertheauthenticityofthedigitalvideoscanbeverifiedcouldpeopletrusttheseresources.Inrecentyears,theresearchofdigitalvideopassiveforensicstechnologyhasbecomeahotspot.Frameeditingis

5、themostcommonoperationinthefieldofdigitalvideotampering.Theforgercaneasilyfalsifyvideocontentandtrickthepeoplebyremovingordeletingcertainframes.However,therearesomeshortagesandlimitationsinthestateofartofframeeditingresearch,suchasthelimitednumberofediting

6、,theuncertaintyoftamperinglocationandthelowdetectionaccuracy.Addressingthesedeficiencies,thepaperlaunchesthediscussionbyexploringthetracescreatedbyMPEG-2compressionprocess.Themaincontentincludestwoparts:First,thehigh-frequencycharacteristicbasedonreconstru

7、ctedDCTcoefficientsisproposed.ToobtainthelawsofdistributionofDCTcoefficients,separateanalysesarecarriedoutonthephenomenonafterthefirstcompressionprocessandsecondcompressionprocess.TheperiodfrequenciesofhighenergyinDCTcoefficientsareshowedaccordingtodiffere

8、nteditingnumberinthepaper.Second,GOPlayerpositionalgorithmbasedonStransformandframelayerpositionschemebasedoncorrelationarediscussed.ByextractingthefrequencyplotfromtheamplitudespectrumofStransform,wecaneasil