基于多特征的mpeg视频认证方案

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1、基于多特征的MPEG视频认证方案叶登攀1，尚月赟2(1.武汉大学计算机学院，湖北武汉430072；2.中南民族大学计算机学院，湖北武汉430074)摘要：为更加准确地反映MPEG视频的内容，构造了一种将视频时间信息、运动特征信息以及DCT系数块能量关系信息等多种特征融合在一起的多特征数字签名算法，并以不增加MPEG编码复杂度的水印嵌入方式将数字签名嵌入到视频中，并实现了基于多特征的视频认证方案。认证实验结果证明，本方案对于如代码转换、重新压缩等常规处理较之单特征认证方法虚警概率要低，而对于如移除、替换等恶意攻击能做出有效判断，并能对篡改区域进行准确定位。关键词：多特征；

2、融合；数字签名；视频认证中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1000-436X(2008)02-0059-07Multi-featurebasedauthenticationwatermarkingschemeforMPEGvideosYEDeng-pan1,SHANGYue-yun2(1.SchoolofComputerScience,WuhanUniversity,Wuhan430072,China;2.CollegeofComputerScience,South-CentralUniversityforNationalities,Wuhan430074,

3、China)Abstract:InordertomoreexactlyreflecttheMPEGvideocontent,amulti-featurebaseddigitalsignaturebyfusingthevideotemporalfeatureandmotionfeatureandDCTcoefficientfeaturewasconstructed,whichwasembeddedintovideosaswatermarkingwithoutincreasingthecomplexityofMPEGcoding,andanewmulti-featureba

4、sedMPEGvideoauthenticationschemewasproposed.Experimentalresultsshowthattheschemeismorerobustthanthesingle-featureonetothecommonprocessingsuchascode-switchingandrecompression,whilesensitivetothemaliciousattackssuchaserasureandinsertionandreplacement.Itcanfurtherlocatethecorruptareas.Keywo

5、rds:multi-feature;fusion;digitalsignature;videoauthentication第2期叶登攀等：基于多特征的MPEG视频认证方案·65·1引言收稿日期：2007-08-30；修回日期：2008-01-07基金项目：国家重点基础研究发展计划(“973”计划)基金资助项目(2007CB310800)；湖北省自然科学基金资助项目(2007ABA402)FoundationItems:TheNationalBasicResearchProgramofChina(973Program)(2007CB310800);TheNaturalSc

6、ienceFoundationofHubeiProvince(2007ABA402)多媒体数据内容的安全性和完整性是信息安全研究领域的重要问题。在早期，数据的完整性认证一般采用加密的方法。但是它最大的缺点就是完全查证，就是数据被认为不能改变并且被认证的数据必须和原始信息一模一样。但是在实际操作中，比如在无线数据传输的情况中，会有一些噪声加到数据中，需要允许数据有微小的改动。因此加密方法认为是一种“完全认证”方法[1]。近年来，为了检验视频内容的完整性，许多学者将数字水印引入该领域。常用的一个基本的嵌入方法是在视频帧中嵌入一个增加的时间戳[2]。作者称该方法对于帧丢弃、插

7、入外来帧、帧交换以及帧重组变化都能够简单探第2期叶登攀等：基于多特征的MPEG视频认证方案·65·测出来。本方案对于探测视频流的时域变动十分有效，然而对于探测内容本身互换，比如说将一个特征完全从电影中移除，则可能失败。另外一种方案[3]的提出是在视频流每帧嵌入边缘图(edgemap)。在认证过程，如果视频内容被更改过，则修改过的视频提取的边缘图与水印边缘图将不会匹配，探测器将会报告内容改动。还有一种方案是结合视频水印与音频水印来构造一个有效的认证系统[4]，音频和视频流的特征水印被嵌入到对方中，任何一方的改动将会被探测器迅速检验出来，因为