第 38卷 增刊(
Ⅱ
)
2008年 11月
东 南 大 学 学 报
(自 然 科 学 版 )
JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY(NaturalScienceEdition)
Vol38 Sup(
Ⅱ
)
Nov.2008
基于模式噪声的数字视频篡改取证
王俊文 刘光杰 张 湛 王执铨 戴跃伟
(南京理工大学自动化学院,南京 210094)
摘要:为了实现视频信号的真实性鉴别,提出一种基于模式噪声的数字视频篡改检测算法.由于
成像传感器的非理想性,每一种数码摄像机都会输出一种相对稳定的残留噪声,通过维纳小波滤
波器从视频的每一帧中提取这一噪声,将一段视频中的每帧噪声取平均值,从而建立模式噪声.
当一段视频遭受篡改处理时,通过比较待鉴别帧的噪声与模式噪声之间的相关性,利用实验经验
阈值判断,定位篡改区域.实验结果证明该方法能够对视频篡改进行有效的检测.
关键词:视频篡改;数字取证;模式噪声;去噪;匹配
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2008)增刊(
Ⅱ
)001305
Detectionofforgeryindigitalvideobasedonpatternnoise
WangJunwen LiuGuangjie ZhangZhan WangZhiquan DaiYuewei
(SchoolofAutomation,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,China)
Abstract:Inordertoidentifytheauthenticityofthevideo,thealgorithm fordigitalvideoforensics
basedonthepatternnoiseisproposed.Eachdigitalcameracontainsrelativelystableresidualnoise
duetotheimperfectionofimagingsensors.Afterderivingresidualnoisefrom eachframethrough
Wienerwaveletfiltering
,areferencepatternofnoiseforadigitalcameraisextractedbyaveraging
theresidualnoisefrom eachvideoframe.Whenavideoistampered,bycomparingthecorrelation
betweentheresidualnoiseoftheframetobedetectedandthereferencepattern,theregionofforgery
canbelocatedwithapredeterminedexperimentalexperiencethreshold.Experimentsdemonstratethe
effectivenessoftheproposedmethod.
Keywords:videoforgery;digitalforensics;patternnoise;denoising;matching
收稿日期:20080910.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(60574082)、中国博士后基金资助项目(20070421017).
作者简介:王俊文(1984—),男,博士生;王执铨(联系人),男,教授,博士生导师,wangzqwhz@yahoo.com.cn.
近些年来随着高质量数码摄像机的普及以及功能强大的图像视频处理软件的广泛应用,对数字产品
进行篡改、伪造也就越来越技术化,在人眼的视觉察觉范围内很难辨识,人们要借用专业的技术来加以辅
助辨别,从而数字取证技术得到了越来越多的重视.现有的数字取证技术大多数是针对单幅图像而言,相
关的研究也取得一定的成果
[1]
.随着视频的越来越普遍,对其篡改的可能也越来越大,但对视频的篡改取
证的研究目前还不多,Wang和 Farid在文献[2]中对 MPEG双重压缩进行研究,正常的视频也有可能经过
双重压缩的处理,因此双重压缩不能作为衡量一段视频是否遭受篡改的标准.文献[3]对视频帧内的复制
进行取证,但不能对来自不同视频帧之间的篡改进行检测,并且该方法在时间和空间上进行搜索匹配,复
杂度高.
由于 CCD以及摄像机内部电路存在非理想性,在成像过程中必然会产生噪声,这一噪声信息被添加
到视频每帧图像数据中.来自同一款摄像机所拍摄的视频所包含的噪声肯定存在相关性.因此,本文从统
计相关性的角度出发,研究基于模式噪声的视频篡改取证方法
.当我们要对一段视频进行检测时,可以先
得到模式噪声模板,再得到待检测的视频帧的噪声图像,将它与模板进行匹配,通过计算误差就可以标定
篡改位置.