非可信环境下摄像头视频流真实性的校验系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种非可信环境下摄像头视频流真实性的校验系统和方法，包括：对来自待校验摄像头的视频流进行解析得到帧数据，帧数据采用图像格式；发出第一指令，所述第一指令用于指示在待校验摄像头实际采集的对象中添加设定样式的图案；并对应当含有所述设定样式的图案的所述帧数据进行解析；若解析得到图案的样式与设定样式一致，则认为视频流没有篡改；否则，则认为视频流被篡改。本发明专利技术在摄像头前方利用背景透明、可以显示固定图案样式的显示屏，对摄像头所拍摄的视频施加一个物理上的、有规则的干扰。并通过软件检测摄像头视频流中的干扰情况、反向推算施加干扰的规则，针对两者进行比对以校验摄像头视频流的真实性。对两者进行比对以校验摄像头视频流的真实性。对两者进行比对以校验摄像头视频流的真实性。

【技术实现步骤摘要】
非可信环境下摄像头视频流真实性的校验系统和方法


[0001]本专利技术涉及视频防篡改领域，具体地，涉及非可信环境下摄像头视频流真实性的校验系统和方法。

技术介绍

[0002]摄像头已广泛运用于金融监管、安防等领域，由于摄像头在远端现场，视频流通过网络方式传输，故可通过软件方法造假(例如重复播放、片段替换、画面静止等)。
[0003]专利文献CN102413327A公开了一种基于压缩传感的半脆弱水印的视频篡改检测方法，所述方法包括：提取MPEG
‑
2压缩视频，基于I帧图像的编码方式和DCT系数的特性，通过压缩传感技术提取I帧的图像特征，生成并嵌入内容认证水印和完整性水印二种水印；对视频完整性初检、视频帧间篡改检测和视频帧内的内容认证，最后输出检测结果并对视频进行MPEG
‑
2解压缩。实施本专利技术，基于I帧图像的编码方式和DCT系数的特性，通过压缩传感技术提取I帧的图像特征，生成半脆弱的内容认证水印，嵌入到I帧图像每个宏块的中高频系数中；基于P帧的运动矢量特性，对P帧的序号进行哈希运算，得到的关键值作为完整性水印，嵌入到P帧的运动矢量中，从而在I帧实现帧内篡改检测，在P帧实现帧间篡改检测。
[0004]但是，在物理摄像头处于非可信环境的情况下，如何针对摄像头上传视频流真实性进行校验是一个较难的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种非可信环境下摄像头视频流真实性的校验系统。
[0006]根据本专利技术提供的一种程控校验模块，运行在可信操作环境中，包括：
[0007]摄像头视频流处理模块：对来自待校验摄像头的视频流进行解析得到帧数据，帧数据采用图像格式；
[0008]校验处理模块：发出第一指令，所述第一指令用于指示在待校验摄像头实际采集的对象中添加设定样式的图案；并对应当含有所述设定样式的图案的所述帧数据进行解析；若解析得到图案的样式与设定样式一致，则认为视频流没有篡改；否则，则认为视频流被篡改。
[0009]优选地，所述校验处理模块，包括：
[0010]校验参数初始化模块：通过第一指令，指示在待校验摄像头实际采集的对象中添加设定样式F的图案，在认为视频流没有篡改的情况下，获得初始化参数；
[0011]指令生产模块：随机生成属于图案样式集合中的一个图案样式，记为样式p，并指示在待校验摄像头实际采集的对象中添加该样式p的图案；
[0012]指令解析模块：根据初始化参数，对应当含有样式p的图案的帧数据进行解析，得到样式q；若样式p与样式q一致，则认为视频流没有篡改；若样式p与样式q不一致，则认为视频流被篡改。
[0013]优选地，在所述校验参数初始化模块中：
[0014]调用通过摄像头视频流处理模块得到的持续获取的帧数据，对于每一帧视频流图像，假设图像的宽高比为X：Y，将图像画面切割为n
×
m个分区，其中，n＝1，m＝Math.ceil)，函数math.ceil(x)表示返回大于等于参数x的最小整数,即对浮点数向上取整；
[0015]将分区按照从左到右、从上到下的顺序，依次记为t(0,0)、t(0,1)、...、t(0,n
‑
1)，t(1,0)、t(1,1)、...、t(1,n
‑
1)，...、t(m
‑
1,n
‑
1)；将切割后的各个分区进行黑白二值化处理，然后按照以下规则计算中心分区位置：
[0016]存在i，属于[0,n
‑
1]，j取[0,m
‑
1]中任意的整数值，t(i,j)都满足黑色部分占分区面积≥delta；delta≥0.95；
[0017]存在j，属于[0,m
‑
1]，i取[0,n
‑
1]中任意的整数值，t(i,j)都满足黑色部分占分区面积≥delta；
[0018]若以上条件均满足，则中心分区位置为t(i,j)；若以上条件不满足，则令n自增1，重新分区后再次计算，直到以上条件满足；
[0019]确认中心分区位置为t(i,j)后，保存此时的参数<n,m,i,j>，并写入程序配置文件；
[0020]在所述指令解析模块中：
[0021]调用通过摄像头视频流处理模块得到的持续获取的帧数据，对于每一帧图像解析包含的指令类型；其中，所述指令类型指示图案的样式；解析的方式包括：
[0022]读取程序配置文件，获取初始化工作时保存的参数<n,m,i,j>；
[0023]对于每一帧视频流图像，将画面切割为n
×
m的分区，将分区按照从左到右、从上到下的顺序，依次记为t(0,0)、t(0,1)、...、t(0,n
‑
1)，t(1,0)、t(1,1)、...、t(1,n
‑
1)，...、t(m
‑
1,n
‑
1)；将图像的各个分区进行黑白二值化处理后，按照以下规则进行校验：
[0024]对于任意的r、s，r取[0,i
‑
1]中任意的整数值，s取[0,j
‑
1]中任意的整数值，t(r,s)都满足黑色部分占分区面积≥delta，则帧图像包含的指令类型为指示图案样式B的指令；
[0025]则对于任意的r、s，r取[i+1,n
‑
1]中任意的整数值，s取[0,j
‑
1]中任意的整数值，t(r,s)都满足黑色部分占分区面积≥delta，则帧图像包含的指令类型为指示图案样式C的指令；
[0026]对于任意的r、s，r取[0,i
‑
1]中任意的整数值，s取[j+1,m
‑
1]中任意的整数值，t(r,s)都满足黑色部分占分区面积≥delta，则帧图像包含的指令类型为指示图案样式D的指令；
[0027]对于任意的r、s，r取[i+1,n
‑
1]中任意的整数值，s取[j+1,m
‑
1)中任意的整数值，t(r,s)都满足黑色部分占分区面积≥delta，则帧图像包含的指令类型为图案样式E的指令；
[0028]图案样式B以显示屏中心点为原点建立直角坐标系，将第四象限对应的区域显示为黑色，其余象限对应的区域为透明；
[0029]图案样式C以显示屏中心点为原点建立直角坐标系，将第一象限对应的区域显示为黑色，其余象限对应的区域为透明；
[0030]图案样式D以显示屏中心点为原点建立直角坐标系，将第三象限对应的区域显示
为黑色，其余象限对应的区域为透明；
[0031]图案样式E以显示屏中心点为原点建立直角坐标系，将第二象限对应的区域显示为黑色，其余象限对应的区域为透明；
[0032]图案样式F以显示屏中心点出发，纵向、横向分别显示垂直、水平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种程控校验模块，其特征在于，运行在可信操作环境中，包括：摄像头视频流处理模块：对来自待校验摄像头的视频流进行解析得到帧数据，帧数据采用图像格式；校验处理模块：发出第一指令，所述第一指令用于指示在待校验摄像头实际采集的对象中添加设定样式的图案；并对应当含有所述设定样式的图案的所述帧数据进行解析；若解析得到图案的样式与设定样式一致，则认为视频流没有篡改；否则，则认为视频流被篡改。2.根据权利要求1所述的程控校验模块，其特征在于，所述校验处理模块，包括：校验参数初始化模块：通过第一指令，指示在待校验摄像头实际采集的对象中添加设定样式F的图案，在认为视频流没有篡改的情况下，获得初始化参数；指令生产模块：随机生成属于图案样式集合中的一个图案样式，记为样式p，并指示在待校验摄像头实际采集的对象中添加该样式p的图案；指令解析模块：根据初始化参数，对应当含有样式p的图案的帧数据进行解析，得到样式q；若样式p与样式q一致，则认为视频流没有篡改；若样式p与样式q不一致，则认为视频流被篡改。3.根据权利要求2所述的程控校验模块，其特征在于，在所述校验参数初始化模块中：调用通过摄像头视频流处理模块得到的持续获取的帧数据，对于每一帧视频流图像，假设图像的宽高比为X：Y，将图像画面切割为n
×
m个分区，其中，n＝1，m＝Math.ceil函数math.ceil(x)表示返回大于等于参数x的最小整数,即对浮点数向上取整；将分区按照从左到右、从上到下的顺序，依次记为t(0,0)、t(0,1)、...、t(0,n
‑
1)，t(1,0)、t(1,1)、...、t(1,n
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1)，...、t(m
‑
1,n
‑
1)；将切割后的各个分区进行黑白二值化处理，然后按照以下规则计算中心分区位置：存在i，属于[0,n
‑
1]，j取[0,m
‑
1]中任意的整数值，t(i,j)都满足黑色部分占分区面积≥delta；delta≥0.95；存在j，属于[0,m
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1]，i取[0,n
‑
1]中任意的整数值，t(i,j)都满足黑色部分占分区面积≥delta；若以上条件均满足，则中心分区位置为t(i,j)；若以上条件不满足，则令n自增1，重新分区后再次计算，直到以上条件满足；确认中心分区位置为t(i,j)后，保存此时的参数<n,m,i,j>，并写入程序配置文件；在所述指令解析模块中：调用通过摄像头视频流处理模块得到的持续获取的帧数据，对于每一帧图像解析包含的指令类型；其中，所述指令类型指示图案的样式；解析的方式包括：读取程序配置文件，获取初始化工作时保存的参数<n,m,i,j>；对于每一帧视频流图像，将画面切割为n
×
m的分区，将分区按照从左到右、从上到下的顺序，依次记为t(0,0)、t(0,1)、...、t(0,n
‑
1)，t(1,0)、t(1,1)、...、t(1,n
‑
1)，...、t(m
‑
1,n
‑
1)；将图像的各个分区进行黑白二值化处理后，按照以下规则进行校验：对于任意的r、s，r取[0,i
‑
1]中任意的整数值，s取[0,j
‑
1]中任意的整数值，t(r,s)都满足黑色部分占分区面积≥delta，则帧图像包含的指令类型为指示图案样式B的指令；
则对于任意的r、s，r取[i+1,n
‑
1]中任意的整数值，s取[0,j
‑
1]中任意的整数值，t(r,s)都满足黑色部分占分区面积≥delta，则帧图像包含的指令类型为指示图案样式C的指令；对于任意的r、s，r取[0,i
‑
1]中任意的整数值，s取[j+1,m
‑
1]中任意的整数值，t(r,s)都满足黑色部分占分区面积≥delta，则帧图像包含的指令类型为指示图案样式D的指令；对于任意的r、s，r取[i+1,n
‑
1]中任意的整数值，s取[j+1,m
‑
1)中任意的整数值，t(r,s)都满足黑色部分占分区面积≥delta，则帧图像包含的指令类型为图案样式E的指令；图案样式B以显示屏中心点为原点建立直角坐标系，将第四象限对应的区域显示为黑色，其余象限对应的区域为透明；图案样式C以显示屏中心点为原点建立直角坐标系，将第一象限对应的区域显示为黑色，其余象限对应的区域为透明；图案样式D以显示屏中心点为原点建立直角坐标系，将第三象限对应的区域显示为黑色，其余象限对应的区域为透明；图案样式E以显示屏中心点为原点建立直角坐标系，将第二象限对应的区域显示为黑色，其余象限对应的区域为透明；图案样式F以显示屏中心点出发，纵向、横向分别显示垂直、水平方向延伸的矩形，形成十字形，剩余区域为透明；其中，显示屏中心点与待校验摄像头的中心点为同轴设置，且位于待校验摄像头的中心点的前方。4.根据权利要求1所述的程控校验模块，其特征在于，第一指令指示仅在离散的时间点或者仅在离散的帧，在待校验摄像头实际采集的对象中以物理实体方式添加设定样式的图案；其中，离散的间隔大于等于23/24秒。5.一种程控校验方法，其特征在于，运行在可信操作环境中，包括：摄像头视频流处理步骤：对来自待校验摄像头的视频流进行解析得到帧数据，帧数据采用图像格式；校验处理步骤：发出第一指令，所述第一指令用于指示在待...

【专利技术属性】
技术研发人员：周奕飞，陈创，王罡崙，孙涛，
申请(专利权)人：兴业数字金融服务上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：