自适应IPTV直播内容一致性检测方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种自适应IPTV直播内容一致性检测方法及系统，所述检测方法包括：特征码提取设备提取直播视频特征码并上传给比对服务器；比对服务器将不同检测点上传的特征码进行同步比对，判断直播内容是否一致；比对服务器根据特征码的同步匹配情况，选择一种最优的特征码提取和比对方法，来进行高效的IPTV直播视频流内容一致性检测，对比对异常进行告警，及时发现直播节目被篡改的安全问题。本发明专利技术可对IPTV直播视频流内容进行高效的一致性检测，提高检测效率。提高检测效率。提高检测效率。

【技术实现步骤摘要】
自适应IPTV直播内容一致性检测方法及系统


[0001]本专利技术属于电子通讯
，涉及一种IPTV直播系统，尤其涉及一种自适应IPTV直播内容一致性检测方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国“三网融合”政策的全面推广，IPTV(交互式网络电视)建设管理积极适应信息化、网络化发展大势，实现快速发展，IPTV用户规模已近三亿，成为传播正能量、弘扬主旋律的一支重要力量。
[0003]IPTV直播内容一致性检测系统主要包括两个组成部分，即特征码提取设备和比对服务器。特征码提取设备部署在IPTV网络的不同检测点(通常包括源节点和监控节点)，提取直播视频特征码并上传给比对服务器，比对服务器将不同检测点上传的特征码进行同步比对，判断直播内容是否一致。目前业界的IPTV直播内容一致性检测系统主要采用两种类型的特征码提取方法，即TS码流层特征码和图像层特征码。
[0004]TS码流层特征码主要是对广电领域常用的MPEG2-TS码流进行计算处理而提取的，例如计算TS包数据内容的MD5值来作为特征码。这种特征码计算方法简单高效，适合于在IPTV网络上下游节点不会对IP视频流中所承载的TS码流内容进行修改的场景进行内容一致检测。虽然常用的IP网络设备(如交换机、路由器等)不会对IP包的净核部分(TS码流)进行修改，但仍存在不少IPTV网络设备(如编转码设备、复用设备、IP流矩阵等)会对TS码流内容进行修改(例如：分辨率转换、插入PSI表格、更改音视频PID信息等)，这就会导致TS 码流特征码发生变化，而图像本身是没有发生变化的，从而造成误告警。
[0005]图像层特征码是先将IPTV直播视频流解码还原成图像，然后对图像中的像素进行处理计算提取的。这种特征码提取方法不受TS码流数据包附加信息(如PSI表格和PID信息)、编码格式(如H.264/H.265/AVS等)变化的影响，可以做到同人眼相同的视频内容一致性比对结果，因此可以适应于各种安全监控场景。但由于图像层特征码计算需要对视频流进行解码和图像还原，这就对特征码提取设备的性能提出了很高的要求，一台图像层特征码提取设备能够处理的视频流数量会大幅度低于码流层特征值提取设备，这就对直播安全比对系统的建设成本造成了较大的压力。
[0006]由于以上两种特征码提取方法均存在缺点，不能满足人们的使用需求。有鉴于此，如今迫切需要设计一种检测方式，以便克服现有检测方式存在的上述缺陷。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种自适应IPTV直播内容一致性检测方法及系统，可对IPTV直播视频流内容进行高效地一致性检测，提高检测效率。
[0008]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，采用如下技术方案：
[0009]一种自适应IPTV直播内容一致性检测方法，所述检测方法包括：
[0010]步骤S1、特征码提取设备提取直播视频特征码并上传给比对服务器；部署在IPTV
网络的检测点包括源节点和监控节点；特征码提取设备在源节点和监控节点分别采集IPTV直播视频流内容的ES特征码和图像特征码，并上传到所述比对服务器进行视频内容一致性比对；
[0011]步骤S2、比对服务器将不同检测点上传的特征码进行同步比对，判断直播内容是否一致；比对服务器根据这两种类型的特征码的同步匹配情况，选择一种最优的特征码提取和比对方法，来进行高效的IPTV直播视频流内容一致性检测，对比对异常进行告警，及时发现直播节目被篡改的安全问题；
[0012]所述步骤S2包括：
[0013]步骤S21：ES(Elementary Stream,基本流)特征码同步步骤，输出ES同步标识Syn_ES，指示源节点和监控节点的ES特征码是否能实现同步匹配；
[0014]步骤S22：ES特征码循环比对步骤，对源节点和监控节点视频流的ES特征码进行循环采集和比对，并输出比对检测结果Result；
[0015]步骤S23：图像特征码同步步骤，输出图像同步标识Syn_Pic，指示源节点和监控节点的图像特征码是否能实现同步；
[0016]步骤S24：图像特征码循环比对步骤，对源节点和监控节点视频流的图像特征码进行循环采集和比对，并输出比对检测结果Result；
[0017]若Result＝1,则说明当前5秒采样的源节点和监控节点的视频内容一致，程序继续执行特征码循环比对；
[0018]若Result＝2,则说明当前5秒采样的源节点和监控节点的视频内容不一致，程序输出“比对异常”告警；
[0019]若Result＝3,则说明连续6个5秒采样的源节点和监控节点的视频内容不一致，程序输出“比对长期异常”告警，并重新执行ES/图像特征码同步步骤；
[0020]所述步骤S21包括：
[0021]步骤S211、源节点和监控节点的探针设备分别采集各自监测点的直播ES视频流；
[0022]步骤S212、源节点探针按每秒钟一次的频度采集视频的ES特征码，并送入源节点缓冲区 BufE_s；监控节点探针也按每秒钟一次的频度采集视频的ES特征码，并送入监控节点缓冲区 BufE_d；
[0023]其中，采集ES特征码的过程包括：对视频ES流进行协议解析，检索数据流中的NALU数据单元(Network Abstract Layer Unit，网络抽象层数据单元)的起始符，若找到NALU数据单元的起始字节，则对NALU包头的字节进行解析，提取其中的NALU类型字段nal_unit_type，否则继续循环查找；若nal_unit_type＝Slice，则表明这个NALU数据单元的净核存放了图像的分片信息，这时对NALU净核进行安全哈希算法加密，生成SHA-1值；使用SM4加密算法对 SHA-1值进行加密，并携带当前ES帧的UTC时间标签，作为ES特征码；
[0024]步骤S213、若Len(BufE_s)>＝60ANDLen(BufE_d)>＝30，这说明源节点缓冲区和监控节点缓冲区所缓冲的ES特征码数量已经达到了执行同步比对所需的预设目标；
[0025]步骤S214、执行同步比对流程，即在源节点的BufE_s中对特征码进行模式匹配查找，检测是否存在监控节点BufE_d中有连续5秒特征码数值与BufE_s连续5秒特征码数值相等的情况；
[0026]步骤S215、若同步匹配成功，即存在源节点和监控节点的缓冲区中有连续5秒特征
码完全相等的情况，则输出Syn_ES＝true，否则输出Syn_ES＝false；
[0027]所述步骤S22包括：
[0028]步骤S221、根据步骤S21中所描述的ES特征码同步结果，将源节点的ES特征码写入源 ES特征码缓冲区BufX_s；将监控节点的ES特征码写入监控ES特征码缓冲区BufX_d；
[0029]步骤S222、若Len(BufX_s)>＝60且Len(BufX_d)>＝30，这表明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应IPTV直播内容一致性检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：步骤S1、特征码提取设备提取直播视频特征码并上传给比对服务器；部署在IPTV网络的检测点包括源节点和监控节点；特征码提取设备在源节点和监控节点分别采集IPTV直播视频流内容的ES特征码和图像特征码，并上传到所述比对服务器进行视频内容一致性比对；步骤S2、比对服务器将不同检测点上传的特征码进行同步比对，判断直播内容是否一致；比对服务器根据这两种类型的特征码的同步匹配情况，选择一种最优的特征码提取和比对方法，来进行高效的IPTV直播视频流内容一致性检测，对比对异常进行告警，及时发现直播节目被篡改的安全问题；所述步骤S2包括：步骤S21：ES特征码同步步骤，输出ES同步标识Syn_ES，指示源节点和监控节点的ES特征码是否能实现同步匹配；步骤S22：ES特征码循环比对步骤，对源节点和监控节点视频流的ES特征码进行循环采集和比对，并输出比对检测结果Result；步骤S23：图像特征码同步步骤，输出图像同步标识Syn_Pic，指示源节点和监控节点的图像特征码是否能实现同步；步骤S24：图像特征码循环比对步骤，对源节点和监控节点视频流的图像特征码进行循环采集和比对，并输出比对检测结果Result；若Result＝1,则说明当前5秒采样的源节点和监控节点的视频内容一致，程序继续执行特征码循环比对；若Result＝2,则说明当前5秒采样的源节点和监控节点的视频内容不一致，程序输出“比对异常”告警；若Result＝3,则说明连续6个5秒采样的源节点和监控节点的视频内容不一致，程序输出“比对长期异常”告警，并重新执行ES/图像特征码同步步骤；所述步骤S21包括：步骤S211、源节点和监控节点的探针设备分别采集各自监测点的直播ES视频流；步骤S212、源节点探针按每秒钟一次的频度采集视频的ES特征码，并送入源节点缓冲区BufE_s；监控节点探针也按每秒钟一次的频度采集视频的ES特征码，并送入监控节点缓冲区BufE_d；其中，采集ES特征码的过程包括：对视频ES流进行协议解析，检索数据流中的NALU数据单元的起始符，若找到NALU数据单元的起始字节，则对NALU包头的字节进行解析，提取其中的NALU类型字段nal_unit_type，否则继续循环查找；若nal_unit_type＝Slice，则表明这个NALU数据单元的净核存放了图像的分片信息，这时对NALU净核进行安全哈希算法加密，生成SHA-1值；使用SM4加密算法对SHA-1值进行加密，并携带当前ES帧的UTC时间标签，作为ES特征码；步骤S213、若Len(BufE_s)>＝60ANDLen(BufE_d)>＝30，这说明源节点缓冲区和监控节点缓冲区所缓冲的ES特征码数量已经达到了执行同步比对所需的预设目标；步骤S214、执行同步比对流程，即在源节点的BufE_s中对特征码进行模式匹配查找，检测是否存在监控节点BufE_d中有连续5秒特征码数值与BufE_s连续5秒特征码数值相等的
情况；步骤S215、若同步匹配成功，即存在源节点和监控节点的缓冲区中有连续5秒特征码完全相等的情况，则输出Syn_ES＝true，否则输出Syn_ES＝false；所述步骤S22包括：步骤S221、根据步骤S21中所描述的ES特征码同步结果，将源节点的ES特征码写入源ES特征码缓冲区BufX_s；将监控节点的ES特征码写入监控ES特征码缓冲区BufX_d；步骤S222、若Len(BufX_s)>＝60且Len(BufX_d)>＝30，这表明源节点缓冲区或监控节点缓冲区中的特征码数量超过了缓冲区的门限，即发生溢出，这时输出结果Result＝3，并退出步骤S22；若Len(BufX_s)>＝5且Len(BufX_d)>＝5，这说明源节点缓冲区和监控节点缓冲区中的特征码都达到了5秒，这时可以对源节点和监控节点缓冲区中的最早5秒缓冲区特征码进行比对,完成后从缓冲区中移除已比对的5秒特征码；若源节点和监控节点的5秒特征码比对一致，则输出结果Result＝1，并退出步骤S22；若出现连续30秒特征码比对不一致，则输出结果Result＝3，否则输出结果Result＝2，并退出步骤S22；所述步骤S23包括：步骤S231、源节点和监控节点的探针设备分别采集各自监测点的直播ES视频流，定位出其中的I-帧位置，并将其还原成图片；步骤S232、源节点探针按每秒钟一次的频度采集视频的图像特征码，并送入源节点缓冲区BufP_s；监控节点探针也按每秒钟一次的频度采集视频的图像特征码，并送入监控节点缓冲区BufP_d；其中，采集图像特征码的过程包括对从ES视频解码还原的图片进行灰度化处理，即将图片中的彩色像素点转换为灰度像素点；将灰度化的图片按[NxN]的区块单元大小进行平均分割，缺省N＝64；计算每个区块内像素点的平均亮度值，并存入图像特征码矩阵Lumi[NxN]；使用SM4加密算法对图像特征码矩阵Lumi[NxN]进行加密，并携带当前帧的UTC时间标签，作为图像特征码；步骤S233、若Len(BufP_s)>＝60且Len(BufP_d)>＝30，这说明源节点缓冲区和监控节点缓冲区所缓冲的图像特征码数量已经达到了执行同步比对所需的预设目标；步骤S234、执行同步比对流程，即在源节点的BufP_s中对特征码进行模式匹配查找，检测是否存在监控节点BufP_d中有连续5秒特征码数值与BufP_s连续5秒特征码数值相等的情况；步骤S235、若同步匹配成功，即存在源节点和监控节点的缓冲区中有连续5秒特征码完全相等的情况，则输出Syn_Pic＝true，否则输出Syn_Pic＝false；所述步骤S24包括：步骤S241、根据步骤S23中所描述的图像特征码同步结果，将源节点的图像特征码写入源图像特征码缓冲区BufX_s；将监控节点的图像特征码写入监控ES或图像特征码缓冲区BufX_d；步骤S242、若Len(BufX_s)>＝60且Len(BufX_d)>＝30，这表明源节点缓冲区或监控节点缓冲区中的特征码数量超过了缓冲区的门限，即发生溢出，这时输出结果Result＝3，并
退出步骤S24；若Len(BufX_s)>＝5且Len(BufX_d)>＝5，这说明源节点缓冲区和监控节点缓冲区中的特征码都达到了5秒，这时对源节点和监控节点缓冲区中的最早5秒缓冲区特征码进行比对,完成后从缓冲区中移除已比对的5秒特征码；若源节点和监控节点的5秒特征码比对一致，则输出结果Result＝1，并退出步骤S24；若出现连续30秒特征码比对不一致，则输出结果Result＝3，否则输出结果Result＝2，并退出步骤S24。2.一种自适应IPTV直播内容一致性检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：步骤S1、特征码提取设备提取直播视频特征码并上传给比对服务器；部署在IPTV网络的检测点包括源节点和监控节点；特征码提取设备在源节点和监控节点分别采集IPTV直播视频流内容的ES特征码和图像特征码，并上传到所述比对服务器进行视频内容一致性比对；步骤S2、比对服务器将不同检测点上传的特征码进行同步比对，判断直播内容是否一致；比对服务器根据这两种类型的特征码的同步匹配情况，选择一种最优的特征码提取和比对方法，来进行高效的IPTV直播视频流内容一致性检测，对比对异常进行告警，及时发现直播节目被篡改的安全问题。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述步骤S2包括：步骤S21：ES特征码同步步骤，输出ES同步标识Syn_ES，指示源节点和监控节点的ES特征码是否能实现同步匹配；步骤S22：ES特征码循环比对步骤，对源节点和监控节点视频流的ES特征码进行循环采集和比对，并输出比对检测结果Result；步骤S23：图像特征码同步步骤，输出图像同步标识Syn_Pic，指示源节点和监控节点的图像特征码是否能实现同步；步骤S24：图像特征码循环比对步骤，对源节点和监控节点视频流的图像特征码进行循环采集和比对，并输出比对检测结果Result；若Result＝1,则说明当前5秒采样的源节点和监控节点的视频内容一致，程序继续执行特征码循环比对步骤；若Result＝2,则说明当前5秒采样的源节点和监控节点的视频内容不一致，程序输出“比对异常”告警；若Result＝3,则说明连续6个5秒采样的源节点和监控节点的视频内容不一致，程序输出“比对长期异常”告警，并重新执行ES/图像特征码同步步骤。4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于：所述步骤S21包括：步骤S211、源节点和监控节点的探针设备分别采集各自监测点的直播ES视频流；步骤S212、源节点探针按每秒钟一次的频度采集视频的ES特征码，并送入源节点缓冲区BufE_s；监控节点探针也按每秒钟一次的频度采集视频的ES特征码，并送入监控节点缓冲区BufE_d；步骤S213、若Len(BufE_s)>＝60ANDLen(BufE_d)>＝30，这说明源节点缓冲区和监控节
点缓冲区所缓冲的ES特征码数量已经达到了执行同步比对所需的预设目标；步骤S214、执行同步比对流程，即在源节点的BufE_s中对特征码进行模式匹配查找，检测是否存在监控节点BufE_d中有连续5秒特征码数值与BufE_s连续5秒特征码数值相等的情况；步骤S215、若同步匹配成功，即存在源节点和监控节点的缓冲区中有连续5秒特征码完全相等的情况，则输出Syn_ES＝true，否则输出Syn_ES＝false。5.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于：所述步骤S22包括：步骤S221、根据步骤S21中所描述的ES特征码同步结果，将源节点的ES特征码写入源ES特征码缓冲区BufX_s；将监控节点的ES特征码写入监控ES特征码缓冲区BufX_d；步骤S222、若Len(BufX_s)>＝60且Len(BufX_d)>＝30，这表明源节点缓冲区或监控节点缓冲区中的特征码数量超过了缓冲区的门限，即发生溢出，这时输出结果Result＝3，并退出步骤S22；若Len(BufX_s)>＝5且Len(BufX_d)>＝5，这说明源节点缓冲区和监控节点缓冲区中的特征码都达到了5秒，这时可以对源节点和监控节点缓冲区中的最早5秒缓冲区特征码进行比对,完成后从缓冲区中移除已比对的5秒特征码；若源节点和监控节点的5秒特征码比对一致，则输出结果Result＝1，并退出步骤S22；若出现连续30秒特征码比对不一致，则输出结果Result＝3，否则输出结果Result＝2，并退出步骤S22。6.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于：所述步骤S23包括：步骤S231、源节点和监控节点的探针设备分别采集各自监测点的直播ES视频流，定位出其中的I-帧位置，并将其还原成图片；步骤S232、源节点探针按每秒钟一次的频度采集视频的图像特征码，并送入源节点缓冲区BufP_s；监控节点探针也按每秒钟一次的频度采集视频的图像特征码，并送入监控节点缓冲区BufP_d；步骤S233、若Len(BufP_s)>＝60且Len(BufP_d)>＝30，这说明源节点缓冲区和监控节点缓冲区所缓冲的图像特征码数量已经达到了执行同步比对所需的预设目标；步骤S234、执行同步比对流程，即在源节点的BufP_s中对特征码进行模式匹配查找，检测是否存在监控节点BufP_d中有连续5秒特征码数值与BufP_s连续5秒特征码数值相等的情况；步骤S235、若同步匹配成功，即存在源节点和监控节点的缓冲区中有连续5秒特征码完全相等的情况，则输出Syn_Pic＝true，否则输出Syn_Pic＝false。7.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于：所述步骤S24包括：步骤S241、根据步骤S23中所描述的图像特征码同步结果，将源节...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁昌清，吴雪波，杨文昊，
申请(专利权)人：德科仕通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：