[发明专利]视频时间戳的取证方法

权利要求书

1.一种视频时间戳的取证方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1，对待取证的视频进行预处理，得到去除了运动信息干扰的灰度视频；

步骤2，对步骤1得到的灰度视频进行进一步地处理以去除场景信息的干扰；

步骤3，对步骤2得到的视频成像时使用的曝光方式进行判断，根据曝光方式选择相应的处理方式进行处理以得到视频中包含电网频率信息的光照序列，对光照序列进行分析，获得对应频率范围内光照序列的时频变化，以获得嵌入视频中的电网频率信号；

步骤4，将步骤3获得的电网频率信号与电网频率参考信号数据库中真实电网频率信号进行匹配，选出相关系数最大的参考信号部分所对应的时间，即认为是视频录制的估计时间。

2.根据权利要求1所述的视频时间戳的取证方法，其特征在于，步骤1具体包括：

在按帧读取视频时，对于视频第一帧画面进行灰度化处理并保存，之后的每一帧画面进行灰度化之后，与保存下来的前一帧灰度图像相减，得到灰度差值图像，设定灰度化的差值阈值，并根据设定的差值阈值对得到的灰度差值图像进行灰度二值化处理得到灰度二值化图像，之后对灰度二值化图像进行膨胀处理，在膨胀后的灰度二值化图像寻找面积超过设定的最小面积阈值的区域，这些区域被认为是当前视频帧受运动影响的区域，剩余其他区域则为当前视频帧不受运动影响的区域。

3.根据权利要求1所述的视频时间戳的取证方法，其特征在于，步骤2中去除场景信息的干扰的方法为：

将当前帧的前N帧灰度图像进行平均以获得当前帧中场景对各像素灰度值的影响，在当前帧的灰度图像的基础上，减去前N帧的平均灰度图像，得到去除场景信息干扰后新的当前帧灰度。

4.根据权利要求1所述的视频时间戳的取证方法，其特征在于，步骤3中，根据视频是否是按行进行曝光，判断视频采用的曝光方式是全局快门还是卷帘快门，针对不同曝光方式以不同的处理方式获得记录光强变化的光照序列。

5.根据权利要求4所述的视频时间戳的取证方法，其特征在于，当判断曝光方式为全局快门曝光时，对去除运动和场景干扰后的全局快门视频灰度图像平均帧内所有像素值获得对应时刻光强的采样值为：

式中，Y(nT_fps)为光强序列，F_n[r,c]为灰度图像第n帧r行c列的像素点，B_n[r,c]保存有当前帧的场景信息，G_n[r,c]表示视频第n帧中第r行c列像素受运动影响情况。

运用使用短时傅里叶变换分析光强序列Y(nT_fps)在对应混叠频率处的时频变化，以获得视频记录中的电网频率信号。

6.根据权利要求4所述的视频时间戳的取证方法，其特征在于，当判断曝光方式为卷帘快门曝光时，将每帧画面的行像素平均后得到行所在时刻对于光照强度的采样值，按照顺序排列后得到的光照序列为：

式中，F(r,n)为光照序列，F_n[r,c]为灰度图像第n帧r行c列的像素点，B_n[r,c]保存有当前帧的场景信息，G_n[r,c]表示视频第n帧中第r行c列像素受运动影响情况；

将得到的光照序列F(r,n)按照采样时间的先后顺序进行排列，即得到卷帘快门采样的实际光照序列Y[n]；

但由于卷帘快门不是连续采样，帧与帧之间存在一段空闲时间；假设卷帘快门曝光时帧间不存在空闲时间，对电网频率信号连续采样获得的光照序列为X[n]，但由于帧间空闲时间的存在实际光照序列为Y[n]，两光照序列的频率成分关系为：

其中，Y(f)是实际光照序列Y[n]的频率成分，X(f)表示X[n]的频率成分，为X[n]的频率成分X(f)进行频谱搬移后的各频率成分，T是视频录制时的帧周期，fs是采样频率，M表示假设不存在空闲时间时视频帧周期时间内采样点数，m取0到M-1范围内的整数，F_m(f)表示由于空闲时间存在对应频率处的衰减系数；

根据上述得到的两光照序列的频率成分关系，使用短时傅里叶变换分析得到卷帘快门视频记录中的电网频率信号。

7.根据权利要求1所述的视频时间戳的取证方法，其特征在于，步骤4具体方法为：

根据选定的视频录制检索时间段，在电网频率参考信号数据库中，从检索时间段开始位置提取一段参考电网频率信号，所提取的参考电网频率信号长度与视频中提取出的电网频率信号长度一致，计算此时视频中电网频率信号与数据库中电网频率参考信号时频变化的相似程度，以相关系数的计算结果对相似程度进行衡量；重复上述方法，在电网频率参考信号数据库检索范围内，以一定的步长进行移位，计算新的参考信号与视频中的电网频率信号相似程度，当参考信号移动到检索时间段末尾时，比较计算出的所有相关系数大小，相关系数最大的参考信号部分所对应的时间被认为是视频录制的估计时间。