JPEG圖像盲取證技術(shù)研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，高分辨率數(shù)碼相機(jī)以及功能強(qiáng)大的圖像編輯軟件的出現(xiàn)，使得圖像修改的現(xiàn)象越來(lái)越普遍，雖然它在一定程度上豐富了人們的日常生活，但是，圖像的修改也帶來(lái)了許多問(wèn)題。如果將篡改圖像用在新聞媒體或法律上，對(duì)社會(huì)將會(huì)造成很大的影響。因此，數(shù)字圖像的真?zhèn)舞b別技術(shù)受到普遍關(guān)注，并成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。 目前，多數(shù)圖像采集設(shè)備輸出的數(shù)字圖像及其互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)字圖像大多數(shù)都是用JPEG格式存儲(chǔ)的。因此JPEG圖像的盲取證技術(shù)有著非常

2、重要的實(shí)用價(jià)值，而現(xiàn)有的針對(duì)JPEG圖像的盲取證算法約束條件較多，距離實(shí)用尚有不少差距。在此背景下，本文開(kāi)展了JPEG數(shù)字圖像盲取證技術(shù)研究。而數(shù)字圖像盲取證技術(shù)的關(guān)鍵是解決真?zhèn)螆D像的盲檢測(cè)問(wèn)題。 論文主要研究工作和貢獻(xiàn)如下： (1)提出了基于JPEG壓縮量化相關(guān)性的JPEG圖像真?zhèn)蚊z測(cè)的算法。這種方法在基于合成圖像質(zhì)量因子不同的前提與假設(shè)下，通過(guò)檢測(cè)圖像編碼量化過(guò)程中質(zhì)量因子是否一致來(lái)檢測(cè)圖像是否進(jìn)行過(guò)篡改。算法本身

3、原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，算法復(fù)雜度主要集中在對(duì)質(zhì)量因子(q值)的估計(jì)上。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)所提出的盲檢測(cè)算法進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明本算法能夠有效地檢測(cè)圖像的真?zhèn)?，并?biāo)定篡改區(qū)域。論文利用實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)出當(dāng)原始圖像的q值與修改圖像的q值相差大于5時(shí)，檢測(cè)正確率在95％以上，而當(dāng)兩者的q值過(guò)于接近(小于5)時(shí)，正確率稍有降低。 (2)提出基于塊效應(yīng)的JPEG合成圖像真?zhèn)蚊z測(cè)的算法。該檢測(cè)算法是基于JPEG圖像合成時(shí)，修改區(qū)域與原始區(qū)域交界處出

4、現(xiàn)8×8子塊的錯(cuò)位，在頻域中表現(xiàn)為原有波峰的衰減或分裂這一特征而提出的。通過(guò)檢測(cè)合成過(guò)程中造成的塊不匹配，進(jìn)而確定合成圖像真?zhèn)螀^(qū)域。首先計(jì)算出差分圖像每一列的功率譜，并將這些功率譜疊加起來(lái)，來(lái)消除圖像本身的結(jié)構(gòu)和紋理干擾。對(duì)于經(jīng)過(guò)JPEG壓縮的圖像，可以發(fā)現(xiàn)其功率譜在特定的頻率上有周期性波峰存在，而未經(jīng)過(guò)JPEG壓縮的圖像則沒(méi)有這樣的波峰存在。采用中高頻段的平坦度對(duì)局部頻域能量譜進(jìn)行分析，使用32×64的滑動(dòng)塊對(duì)水平塊效應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，64

5、×32的滑動(dòng)塊對(duì)垂直塊效應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，并將水平和垂直檢測(cè)的結(jié)果相乘來(lái)放大拼接區(qū)域與非修改區(qū)域的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法檢測(cè)JPEG合成圖像的真?zhèn)问欠浅Ｓ行У摹?(3)對(duì)所提出的上述兩種算法進(jìn)一步分析，給出與已有算法的性能比較，并判斷其性能優(yōu)劣。通過(guò)將本文算法與已有文獻(xiàn)[65]中基于塊效應(yīng)不一致性圖像盲檢測(cè)算法相比較，可以得出文中提出的基于JPEG壓縮量化相關(guān)性的圖像盲檢測(cè)算法無(wú)論在準(zhǔn)確率方面，還是在抗干擾性方面皆優(yōu)于文獻(xiàn)[65]