基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮jpeg圖象篡改盲檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法，涉及圖像處理技術(shù)和機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域；它包括以下步驟：Step1)、圖片原始數(shù)據(jù)的獲取；Step2）、JPEG圖像的分割；Step3）、計(jì)算DCT系數(shù)；Step4）、向量的提取和直方圖的建立；Step5）、判斷篡改像素塊；Step6）、判斷篡改區(qū)域；Step7）、消除干擾噪音；Step8）、定位篡改區(qū)域；本發(fā)明的有益效果在于：與現(xiàn)有的一些檢測(cè)方法相比，本發(fā)明有效的克服了傳統(tǒng)算法計(jì)算量大、計(jì)算速度慢、識(shí)別手段有限的缺陷，可有效的確認(rèn)出圖像數(shù)據(jù)的真?zhèn)涡浴?br> 【專利說(shuō)明】基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)和機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，本發(fā)明涉及一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，人們利用一些圖像編輯工具來(lái)修改、創(chuàng)造一幅數(shù)字圖像變得十分的簡(jiǎn)單，不乏有人無(wú)意或者有意，甚至惡意傳遞經(jīng)過(guò)精心偽造的數(shù)字圖像。很多領(lǐng)域?qū)?shù)字圖像的安全性要求較高，任何微小的改變都可能會(huì)影響實(shí)際所要表達(dá)的信息。篡改和偽造的數(shù)字圖像一旦被用于媒體、科學(xué)發(fā)現(xiàn)、軍事領(lǐng)域、法院物證等，無(wú)疑會(huì)對(duì)社會(huì)、科學(xué)、政治、軍事的各方面產(chǎn)生嚴(yán)重影響。當(dāng)接收者接到這類圖像信息時(shí)，往往希望能夠?qū)D像進(jìn)行甄別判斷:該圖像是否是原始圖像，是否某些像素點(diǎn)被篡改過(guò)，如果被篡改過(guò)，能夠定位到被篡改的像素點(diǎn)。
[0003]傳統(tǒng)上，人們?cè)阼b別圖像的真?zhèn)螘r(shí)，采用事先在數(shù)字圖像中嵌入數(shù)字水印或數(shù)字簽名的方法。然而，這些方法容易受到設(shè)備成本和圖像來(lái)源與接收者的分離等因素的影響而無(wú)法普及，所以不依靠任何先驗(yàn)信息對(duì)一幅數(shù)字圖像進(jìn)行篡改檢測(cè)定位是具有十分重要的意義的。
[0004]由于任何對(duì)數(shù)字圖像的篡改都會(huì)不可避免的引起圖像內(nèi)部數(shù)據(jù)尤其是統(tǒng)計(jì)特征的變化。如同任何犯罪現(xiàn)場(chǎng)都會(huì)遺留犯罪證據(jù)一樣，這些數(shù)據(jù)特征的變化，反而又成了檢測(cè)數(shù)字圖像是否經(jīng)過(guò)篡改的證據(jù)和依據(jù)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明的目的在于有效克服傳統(tǒng)算法的計(jì)算量大、計(jì)算速度過(guò)慢、識(shí)別手段有限的缺陷，提供了一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:它包括以下步驟:
[0007]Stepl)、獲取圖片原始數(shù)據(jù)信息I (M，N)，將I (M，N)進(jìn)行空間變換，轉(zhuǎn)換為亮度空間Y (Μ,Ν),其中，Y表示YCrCb空間中的Y分量空間，MN分別為圖片的行像素?cái)?shù)和列像素?cái)?shù)；
[0008]St印2)、JPEG圖像的分割:將Y (M，N)劃分為不重疊的子塊blk (i)，i=l，2，3……；
[0009]St印3)、計(jì)算DCT系數(shù):對(duì)每個(gè)子塊blk(i)進(jìn)行DCT(離散余弦變換)，得到每個(gè)子塊的DCT系數(shù)；
[0010]St印4)、向量的提取和直方圖的建立:將每個(gè)子塊blk(i)的DCT系數(shù)按Z型排列
(取前η個(gè)系數(shù))，得到新的子塊序列vecter(i), i=l,2,3......;提取各個(gè)子塊vecter(i)
相同序號(hào)的系數(shù)，建立DCT系數(shù)直方圖bar(i)模型，其中i=l，2，3......;
[0011]Step5)、判斷篡改圖像:依據(jù)子塊系數(shù)之間相關(guān)性特征和直方圖bar(i)分布的周期性特征，區(qū)分二次壓縮和一次壓縮系數(shù)直方圖分布的差異性；同時(shí)結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，計(jì)算各子塊可能篡改的概率；[0012]St印6)、判斷篡改區(qū)域:用統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律得到的閥值對(duì)St印5處理的結(jié)果進(jìn)行是否篡改的判斷；[0013]St印7)、消除干擾噪音:用濾波器消除噪音干燥；
[0014]St印8)、定位篡改區(qū)域:根據(jù)上述步驟標(biāo)記篡改區(qū)域；
[0015]所述St印2中:子塊blk (i)的大小為8*8，單位為像素；
[0016]所述St印4中:η為21 ;
[0017]所述Step6中，閥值Threshold事先根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得，閥值Threshold的范圍為0.51-0.60 ;判斷像素塊是否篡改的方法為:低于上述閥值Threshold的，認(rèn)為是篡改塊，高于閥值Threshold的,認(rèn)為是非篡改塊。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的方法能對(duì)給定的數(shù)字圖像，判斷其是否經(jīng)過(guò)區(qū)域篡改，篡改手段包括復(fù)制、粘貼、拼接、摳圖、合成等，若有還可定位出篡改的區(qū)域，從而有效的確認(rèn)出圖像數(shù)據(jù)的真?zhèn)涡?。與現(xiàn)有的一些檢測(cè)方法相比，本發(fā)明有效的克服了傳統(tǒng)算法計(jì)算量大、計(jì)算速度慢、識(shí)別手段有限的缺陷，提供了一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法。
【【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0019]圖1為對(duì)原始圖片進(jìn)行Y變換后劃分為相互不重疊的8*8子塊圖；
[0020]圖2為DCT變換后按Z型排列所取的DCT系數(shù)表；
[0021]圖3為圖2中2號(hào)字塊未經(jīng)PS處理過(guò)的DCT系數(shù)構(gòu)建的直方圖；
[0022]圖4為圖2中2號(hào)字塊經(jīng)PS處理過(guò)的DCT系數(shù)構(gòu)建的直方圖；
[0023]圖5為未經(jīng)過(guò)篡改的原圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)最終效果圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0026]一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法，它包括以下步驟:
[0027]Stepl)、數(shù)據(jù)的獲取:讀取原始信息，裁剪原圖片，獲取圖片原始數(shù)據(jù)信息I (M，N)，使之像素?cái)?shù)M、N能被8整除，將裁剪圖進(jìn)行空間變換轉(zhuǎn)換為亮度空間Y分量，其中，Y分量為YCrCb空間中的Y分量空間；
[0028]St印2)、JPEG圖像的分割:將Y分量劃分為相互不重疊的8*8子塊，單位為像素，如圖1所示；
[0029]St印3)、計(jì)算DCT系數(shù):對(duì)上述的每個(gè)子塊進(jìn)行離散余弦變換，得到每個(gè)子塊的DCT系數(shù)；
[0030]St印4)、向量的提取和直方圖的建立:對(duì)每個(gè)子塊blk(i)的DCT系數(shù)按Z型排列，取其中前η個(gè)系數(shù)，如圖2所示，在本實(shí)施例中，η取21，從而得到新的子塊序列vecter (i)，提取各個(gè)子塊vecter(i)相同序號(hào)的系數(shù)，建立DCT系數(shù)直方圖bar (i)模型(如圖3，4所示)，bar(i)中，i=l, 2，3，…，η ;
[0031]Step5)、判斷圖像篡改像素塊:依據(jù)子塊系數(shù)之間相關(guān)性特征和直方圖bar(i)分布的周期性特征，區(qū)分二次壓縮和一次壓縮系數(shù)直方圖分布的差異性(比較圖3和圖4)，同時(shí)結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，計(jì)算可能篡改的子塊的概率；
[0032]Step6)、判斷篡改區(qū)域:用統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律得到的閥值Threshold對(duì)Step5處理的結(jié)果進(jìn)行是否篡改的判斷，閥值Threshold事先根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得，閥值Threshold的范圍為0.51-0.60，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)一類照片的情況，具體定確定的值；判斷像素塊是否篡改的方法為:低于上述閥值Threshold的，認(rèn)為是篡改塊，高于閥值Threshold的，認(rèn)為是非篡改塊；
[0033]St印7)、消除干擾噪音:用濾波器消除噪音干燥；
[0034]St印8)、定位篡改區(qū)域:根據(jù)上述步驟標(biāo)記篡改區(qū)域，如圖5、圖6所示，圖6中紅色區(qū)域?yàn)闃?biāo)記的篡改區(qū)域。
[0035]本發(fā)明的方法能對(duì)給定的數(shù)字圖像，判斷其是否經(jīng)過(guò)區(qū)域篡改，篡改手段包括復(fù)制、粘貼、拼接、摳圖、合成等，若有還可定位出篡改的區(qū)域，從而有效的確認(rèn)出圖像數(shù)據(jù)的真?zhèn)涡浴Ｅc現(xiàn)有的一些檢測(cè)方法相比，本發(fā)明有效的克服了傳統(tǒng)算法計(jì)算量大、計(jì)算速度慢、識(shí)別手段有限的缺陷，提供了一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法。
[0036]以上所描述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，上述具體實(shí)施例不是對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的技術(shù)思想范疇內(nèi)，可以出現(xiàn)各種變形及修改，凡本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)以上描述所做的潤(rùn)飾、修改或等同替換，均屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法，其特征在于:它包括以下步驟: Stepl)、獲取圖片原始數(shù)據(jù)信息I (M，N)，將I (M，N)進(jìn)行空間變換，轉(zhuǎn)換為亮度空間Y(M，N),其中，Y表示YCrCb空間中的Y分量空間，MN分別為圖片的行像素?cái)?shù)和列像素?cái)?shù)； St印2)、JPEG圖像的分割:將Y (M，N)劃分為不重疊的子塊blk (i)，i=l，2，3……； St印3)、計(jì)算DCT系數(shù):對(duì)每個(gè)子塊blk(i)進(jìn)行DCT(離散余弦變換)，得到每個(gè)子塊的DCT系數(shù)； St印4)、向量的提取和直方圖的建立:將每個(gè) 子塊blk(i)的DCT系數(shù)按Z型排列(取前η個(gè)系數(shù))，得到新的子塊序列vecter(i), i=l,2,3......;提取各個(gè)子塊vecter(i)相同序號(hào)的系數(shù)，建立DCT系數(shù)直方圖bar(i)模型，其中i=l，2，3……； Step5)、判斷篡改像素塊:依據(jù)子塊系數(shù)之間相關(guān)性特征和直方圖bar(i)分布的周期性特征，區(qū)分二次壓縮和一次壓縮系數(shù)直方圖分布的差異性；同時(shí)結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，計(jì)算各子塊篡改的概率； St印6)、判斷篡改區(qū)域:用統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律得到的閥值對(duì)步驟5處理的結(jié)果進(jìn)行是否篡改的判斷； Step7)、消除干擾噪音:用濾波器消除噪音干燥； St印8)、定位篡改區(qū)域:根據(jù)上步驟標(biāo)記篡改區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法，其特征在于:所述St印2中:子塊blk (i)的大小為8*8，單位為像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法，其特征在于:所述St印4中:η為21。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)判斷的雙重壓縮JPEG圖象篡改盲檢測(cè)方法，其特征在于:所述Step6中，閥值Threshold事先根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得，閥值Threshold的范圍為0.51-0.60 ;判斷像素塊是否篡改的方法為:低于上述閥值Threshold的，認(rèn)為是篡改塊，高于閥值Threshold的，認(rèn)為是非篡改塊。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103544692SQ201210243242
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】宋健 申請(qǐng)人:深圳市智信達(dá)軟件有限公司