视频帧篡改检测方法技术

提供一种视频帧篡改检测方法，所述方法包括：(A)计算输入的视频数据的视频哈希值；(B)提取输入的视频数据中保存的指示针对该视频数据的预设视频哈希值的附加数据；(C)将计算得到的视频哈希值与提取的附加数据中的所述预设视频哈希值进行相似度计算；(D)如果计算得到的视频哈希值与提取的所述预设视频哈希值的相似度满足条件，则判定输入的视频数据未被篡改；(E)如果计算得到的视频哈希值与提取的所述预设视频哈希值的相似度不满足条件，则判定输入的视频数据被篡改。采用上述视频帧篡改检测方法，可有效防止视频数据被恶意篡改，且能够与现有的视频播放器完全兼容。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体来说涉及多媒体信息安全领域，更具体地讲，涉及一种视频帧篡改检测方法。
技术介绍
随着数字多媒体技术的迅速发展，视频在社会生活的各个方面特别是监控领域中发挥着越来越重要的作用。由于视频可以对过去发生的事实进行高度一致的复现，其在公共安全领域的作用越来越大。然而，由于专业的视频编辑软件(例如，AdobePremiere、AdobeAfterEffects等)的日益发展使得篡改视频数据变得轻而易举，普通用户也能够篡改视频的内容而不留下视觉痕迹，从而掩盖甚至歪曲事实的真相。这些虚假的视频一旦被用于司法取证将严重妨害社会的正常秩序。因此，如何准确检测一个视频是否被篡改，已经成为多媒体信息安全领域的一个重要课题。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例在于提供一种视频帧篡改检测方法，以解决现有的视频数据易被篡改而难以检测的技术问题。根据本专利技术示例性实施例的一方面，提供一种视频帧篡改检测方法，所述方法包括：(A)计算输入的视频数据的视频哈希值；(B)提取输入的视频数据中保存的指示针对该视频数据的预设视频哈希值的附加数据；(C)将计算得到的视频哈希值与提取的附加数据中的所述预设视频哈希值进行相似度计算；(D)如果计算得到的视频哈希值与提取的所述预设视频哈希值的相似度满足条件，则判定输入的视频数据未被篡改；(E)如果计算得到的视频哈希值与提取的所述预设视频哈希值的相似度不满足条件，则判定输入的视频数据被篡改。可选地，所述方法在步骤(A)之前可还包括：(F)计算输入的视频数据预设的视频哈希值；(G)将计算得到的所述预设视频哈希值作为所述视频数据的附加数据保存在所述视频数据中。可选地，步骤(G)可包括：对计算得到的所述预设视频哈希值进行加密，将加密后的所述预设视频哈希值作为附加数据保存在所述视频数据中。可选地，步骤(A)可包括：基于输入的视频数据中的帧图像的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值。可选地，基于输入的视频数据中的帧图像的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值的步骤可包括：(A1)将输入的视频数据分离为独立的帧图像，并从分离出的帧图像中按预定规则抽取帧图像；(A2)基于抽取的每个帧图像中包括的所有像素的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值。可选地，从分离出的帧图像中按预定规则抽取帧图像的步骤可包括：以预设的帧间隔从分离出的帧图像中等间隔地抽取帧图像，或者从分离出的帧图像中随机抽取预定个数的帧图像。可选地，步骤(A2)可包括：基于抽取的每个帧图像中包括的所有像素的颜色特性来计算每个帧图像的哈希比特，将所有帧图像的哈希比特串联排列以形成所述视频数据的视频哈希值，其中，在步骤(A2)中，计算抽取的帧图像中的任一帧图像的哈希比特的步骤可包括：(A21)对所述一帧图像中包括的所有像素对应的各颜色分量的灰阶值分别进行量化处理，以确定出每个像素对应的各颜色分量的灰阶量化值；(A22)针对每个颜色分量统计各灰阶量化值分别出现的次数，并形成原始次数序列；(A23)针对每个颜色分量将所述原始次数序列中的所有次数进行顺序排序，并确定排序后的次数序列的中位数；(A24)基于所述一帧图像中各颜色分量的原始次数序列和与各颜色分量对应的排序后的次数序列的中位数，来确定所述一帧图像的哈希比特。可选地，步骤(A24)可包括：将所述一帧图像中的每个颜色分量的原始次数序列中的次数与该颜色分量对应的排序后的次数序列的中位数进行比较，并基于比较结果确定出所述一帧图像中的每个颜色分量所对应的哈希特比；将所述一帧图像中的所有颜色分量所对应的哈希特比串联排列，形成所述一帧图像的哈希比特。可选地，在步骤(A24)中，将抽取的所述一帧图像中的任一颜色分量的原始次数序列中的次数与所述任一颜色分量对应的排序后的次数序列的中位数进行比较，并基于比较结果确定出所述一帧图像的所述任一颜色分量所对应的哈希特比的步骤可包括：将所述任一颜色分量的原始次数序列中的任一次数与所述任一颜色分量对应的排序后的次数序列的中位数进行比较；如果所述任一颜色分量的原始次数序列中的任一次数大于所述任一颜色分量对应的排序后的次数序列的中位数，则所述任一次数对应的哈希比特为1；如果所述任一颜色分量的原始次数序列中的任一次数不大于所述任一颜色分量对应的排序后的次数序列的中位数，则所述任一次数对应的哈希比特为0；将所述任一颜色分量的原始次数序列中的所有次数对应的哈希比特串联排列，形成所述任一颜色分量所对应的哈希特比。可选地，步骤(C)可包括：确定计算得到的视频哈希值与提取的附加数据中的视频哈希值的归一化汉明距，并基于确定的归一化汉明距来对计算得到的视频哈希值与提取的附加数据中的视频哈希值进行相似度计算，其中，步骤(D)可包括：如果确定的归一化汉明距不大于预设值，则判定输入的视频数据未被篡改，其中，步骤(E)可包括：如果确定的归一化汉明距大于预设值，则判定输入的视频数据被篡改。采用上述视频帧篡改检测方法，可有效防止视频数据被恶意篡改。附图说明图1示出根据本专利技术示例性实施例的视频帧篡改检测方法的流程图；图2示出根据本专利技术示例性实施例的图1中的计算视频数据的视频哈希值的步骤的流程图；图3示出采用本专利技术示例性实施例的视频帧篡改检测方法来检测视频数据是否被篡改的示例；图4示出根据本专利技术示例性实施例的与图3所示的示例对应归一化汉明距的示意图。具体实施方式现将详细描述本专利技术的示例性实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。图1示出根据本专利技术示例性实施例的视频帧篡改检测方法的流程图。参照图1，在步骤S10中，计算输入的视频数据的视频哈希值。作为示例，可基于输入的视频数据中的帧图像的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值。这里，可基于输入的视频数据中的所有帧图像的颜色特性或输入的视频数据中的预定帧图像的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值。具体说来，基于输入的视频数据中的帧图像的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值的步骤可包括：将输入的视频数据分离为独立的帧图像，并从分离出的帧图像中按预定规则抽取帧图像；基于抽取的每个帧图像中包括的所有像素的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值。这里，一般认为相邻帧图像之间的变化不明显，因此，在本专利技术中可仅计算抽取的帧图像的哈希比特，从而有效减少计算所述视频数据的视频哈希值的计算量。可选地，基于抽取的每个帧图像中包括的所有像素的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值的步骤可包括：基于抽取的每个帧图像中包括的所有像素的颜色特性来计算每个帧图像的哈希比特，将所有帧图像的哈希比特串联排列形成所述视频数据的视频哈希值。例如，从分离出的帧图像中按预定规则抽取帧图像的步骤可包括：以预设的帧间隔从分离出的帧图像中等间隔地抽取帧图像，或者从分离出的帧图像中随机抽取预定个数的帧图像。根据本专利技术示例性实施例的视频帧篡改检测方法在步骤S10之前可还包括：生成含有以附加数据形式存储的指示针对该视频数据的预设视频哈希值的视频数据的步骤。具体说来，生成含有以附加数据形式存储的指示针对该视频数据的预设视频哈希值的视频数据的步骤可包括：计算输入的视频数据的所述预设视频哈希值；将计算得到的所述预设视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频帧篡改检测方法，所述方法包括：（A）计算输入的视频数据的视频哈希值；（B）提取输入的视频数据中保存的指示针对该视频数据的预设视频哈希值的附加数据；（C）将计算得到的视频哈希值与提取的附加数据中的所述预设视频哈希值进行相似度计算；（D）如果计算得到的视频哈希值与提取的所述预设视频哈希值的相似度满足条件，则判定输入的视频数据未被篡改；（E）如果计算得到的视频哈希值与提取的所述预设视频哈希值的相似度不满足条件，则判定输入的视频数据被篡改。

【技术特征摘要】
1.一种视频帧篡改检测方法，所述方法包括：（A）计算输入的视频数据的视频哈希值；（B）提取输入的视频数据中保存的指示针对该视频数据的预设视频哈希值的附加数据；（C）将计算得到的视频哈希值与提取的附加数据中的所述预设视频哈希值进行相似度计算；（D）如果计算得到的视频哈希值与提取的所述预设视频哈希值的相似度满足条件，则判定输入的视频数据未被篡改；（E）如果计算得到的视频哈希值与提取的所述预设视频哈希值的相似度不满足条件，则判定输入的视频数据被篡改。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法在步骤（A）之前还包括：（F）计算输入的视频数据的预设视频哈希值；（G）将计算得到的所述预设视频哈希值作为所述视频数据的附加数据保存在所述视频数据中。3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤（G）包括：对计算得到的所述预设视频哈希值进行加密，将加密后的所述预设视频哈希值作为附加数据保存在所述视频数据中。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（A）包括：基于输入的视频数据中的帧图像的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值。5.根据权利要求4所述的方法，其中，基于输入的视频数据中的帧图像的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值的步骤包括：（A1）将输入的视频数据分离为独立的帧图像，并从分离出的帧图像中按预定规则抽取帧图像；（A2）基于抽取的每个帧图像中包括的所有像素的颜色特性来计算所述视频数据的视频哈希值。6.根据权利要求5所述的方法，其中，从分离出的帧图像中按预定规则抽取帧图像的步骤包括：以预设的帧间隔从分离出的帧图像中等间隔地抽取帧图像，或者从分离出的帧图像中随机抽取预定个数的帧图像。7.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤（A2）包括：基于抽取的每个帧图像中包括的所有像素的颜色特性来计算每个帧图像的哈希比特，将所有帧图像的哈希比特串联排列以形成所述视频数据的视频哈希值，其中，在步骤（A2）中，计算抽取的帧图像中的任一帧图像的哈希比特的步骤包括：（A21）对所述一帧图像中包括的所有像素对应的各颜色分量的灰阶值分别进行量化处理，以确定出每个像素对应的各颜色...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建权，吴雪，朱国普，黄晓霞，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44