基于光流和水印的数字视频取证算法研究

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1、分类号TP391学校代码10590UDC620密级公开深圳大学硕士学位论文基于光流和水印的数字视频取证算法研究学位申请人姓名虞坤桥专业名称信息与通信工程学院（系、所）信息工程学院指导教师姓名张勇教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文基于光流和和水印的数字视频取证算法研究是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日摘要随

2、着科学技术的进步和数字媒体的蓬勃发展，数字视频已经成为人们日常生活中一种不可或缺的记录载体，如今网络上充斥着大量的数字视频，包含着各种各样的内容，一些视频编辑软件的应运而生使得人们可以简单而又直接地修改数字视频，这些修改的视频没有明显的篡改痕迹，肉眼无法分辨出视频是否被篡改过。而这些伪造的数字视频会对社会和司法机关的取证造成很大的混乱，因此保证视频的原始性和真实性一直是一个热门的话题，是非常具有学术意义和实用价值的。基于此，本文主要对数字视频取证技术的算法进行研究与实现。从主动取证和被动取证两种取证方式出发，提出了基于逆序数的脆弱数字水印的数字视频取证算法和基于光流连续

3、性特征的视频帧间篡改被动检测算法。基于逆序数的脆弱数字水印的数字视频取证算法是以数字视频作为载体，利用线性代数中逆序数的性质，将需要嵌入的秘密信息隐藏于数字视频的帧图像中而不被感知，并且使数字视频帧图像失真尽可能小，从而对数字视频内容的真实性和完整性进行认证。这种认证方法包括秘密信息嵌入和秘密信息提取两个过程。而基于光流连续性特征的视频帧间篡改被动检测算法是将视频的所有帧图像转换成灰度图像，然后假设全局平滑约束条件，对视频中的所有帧进行平滑，求出每帧所有像素点灰度值对于三个方向的偏导，利用迭代法计算视频的光流矢量，最后得到视频的光流幅值幅值序列和光流因子序列。通过光流幅

4、值序列和光流因子序列的连续性可以判断视频是否经过篡改，并且能够检测出视频的帧间篡改方式。此种方法相比基于Lucas-Kanade的视频帧间篡改检测算法，在确保可靠性的前提下明显提高了算法的检测效率。关键词：视频取证；数字水印；逆序数；光流；Horn-SchunckIAbstractWiththecontinuousprogressofthescienceandtechnologyandtherapiddevelopmentofdigitalmedia,digitalvideohasbecomeanindispensablerecordtoolinpeople’sdail

5、ylife.Inthisdayandage,therearealargenumberofdigitalvideosontheInternet,whichcontainavarietyofcontent.However,withtheappearanceofvideoeditingsoftware,ithasbecomeeasilyforpeopletotamperavideowithoutleavingvisualtracks.Thesedigitalvideoswhichhasbeentamperedwillinfluencethefairnessofthelawan

6、dtheorderofthesociety.Asaresult,ensuringthevideo'sprimitivenessandauthenticityhasalwaysbeenapopulartopicwhichhasacademicsignificanceandpracticalvalue.Basedonthedifficultiesmentionedabove,inthispaper,wepayourattentiontotheresearchondigitalvideoforensics.Twokindsofdigitalvideoforensicalgor

7、ithmsareproposedwhichbelongtoactiveauthenticationandpassiveauthenticationrespectively.Theoneisdigitalfragilewatermarkingalgorithmbasedoninversenumber,andtheotheroneisvideointer-frameforgerydetectionalgorithmbasedontheopticalflowconsistency.Themaineffortsinourpaperisasfoll