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基于MPEG-2运动补偿边缘效应的视频篡改检测研究

作　者: 刘洁
导　师: 张春田
学　校: 天津大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数字篡改数字视频取证删帧运动补偿边缘效应
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 62次
引　用: 0次
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内容摘要

在当今信息时代,高质量数码成像设备已得到普遍使用,生活中无处不在的网络又提供了大量的图片资源和视频分享网站,使得数字图像和视频在人们的日常生活中起到日益重要的作用。随着高性能个人计算机的普及以及集成了各种多媒体处理算法的编辑软件的广泛使用,对数字视频进行篡改变得越来越容易,同时,大量应用的视频监控设备使得视频数据量剧增。因此,如何确保视频的完整性和真实性具有重大意义。删帧是最普遍而又简单的篡改操作之一,所以针对删帧的检测会有非常广泛的应用价值。本文提出检测删帧操作的一个新算法,此算法在MPEG-2基础上,以运动补偿边缘效应(MCEA)作为视频的一个特征,MCEA是块效应和运动补偿预测的副效应,产生于使用基于块的运动补偿预测的编解码器中,增加了不属于原始图像内容的高频能量。由于现在普遍应用的MPEG-2视频编码系统引入预测编码机制,视频序列以图像组结构存在,删帧将导致原有的图像组重组,一些帧改变了其原始的编码类型,降低了图像组中的帧间相关性。MCEA与视频序列的帧间相关性紧密联系,一旦出现删帧操作,便可根据MCEA的变化来检测篡改。算法一方面引入MCEA影响因子来衡量图像组中相邻帧的相关性,从而判定是否存在删帧篡改,并且定位篡改视频序列中存在删帧的图像组;另一方面绘制MCEA组曲线,通过曲线的走势来进一步协助判定视频的真伪,篡改后视频的MCEA组曲线中的骤增点对应着存在删帧的图像组。大量的实验结果证明,本文算法能够有效地实现视频篡改检测,删帧数目越多,整体检测准确率越高,并且算法对于有损压缩具有良好的鲁棒性。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-17
  1.1 课题研究背景  7-9
  1.2 数字图像和视频篡改的常用方式  9-10
  1.3 数字取证技术综述  10-12
    1.3.1 数字签名技术  10-11
    1.3.2 数字水印技术  11
    1.3.3 数字被动取证技术  11-12
  1.4 数字被动取证技术研究现状  12-15
  1.5 本文的主要工作及论文结构  15-17
第二章 MPEG-2 视频编解码原理  17-27
  2.1 MPEG-2 的级和型  17-18
  2.2 MPEG-2 的视频结构  18-20
  2.3 MPEG-2 视频编码原理  20-25
  2.4 MPEG-2 视频解码原理  25-27
第三章基于MPEG-2 运动补偿边缘效应的视频篡改检测算法  27-41
  3.1 引言  27
  3.2 视频序列中的删帧篡改操作  27-31
  3.3 MPEG-2 运动补偿边缘效应  31-36
    3.3.1 视频质量评估简介  31-32
    3.3.2 运动补偿边缘效应定性描述  32-33
    3.3.3 运动补偿边缘效应定量描述  33-36
  3.4 基于MCEA 的检测删帧算法  36-41
    3.4.1 MCEA 影响因子  36-38
    3.4.2 MCEA 组曲线  38-41
第四章实验结果及分析  41-54
  4.1 实验条件及实验过程  41-42
  4.2 基于MCEA 特征的删帧篡改检测结果及分析  42-54
    4.2.1 MCEA 影响因子实验结果及结论  42-49
    4.2.2 MCEA 组曲线实验结果及结论  49-54
第五章总结及扩展  54-58
  5.1 总结  54-55
  5.2 扩展  55-58
参考文献  58-61
发表论文和科研情况说明  61-62
致谢  62

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