本发明专利技术公开了一种抗裁剪的JPEG图像压缩历史及合成篡改检测方法，（1）计算待检测图像的压缩历史痕迹和裁剪位置；（2）判断待检测图像是否经过篡改操作；（3）将步骤2判断出的合成篡改图像进行篡改区域定位；按照步骤（2）的方式对RGB图像三个通道分别计算出差异图像，并且进行二值化处理，然后将得到的三个通道二值化图像进行逻辑与运算得到一幅新的二值图像，对其进行形态学腐蚀膨胀操作，映射回待测图像，即得到了篡改区域定位图像。本发明专利技术不仅可以解决JPEG图像经过裁剪后，由于其分块位置可能遭到破坏，从而使现有技术部分或完全失效的问题，还对背景区域被裁剪过的图像进行有效的检测与篡改区域定位。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种图像检测方法，尤其是一种图像压缩历史及合成篡改检测方法。
技术介绍
目前，随着数字图像应用的日益普及，数字图像编辑处理工具也越来越先进，利用这些工具可以容易地修改图像内容，并使得人眼难以觉察出伪造的痕迹。近年来，在政界、 新闻出版界和科学界等领域，国内外已出现了不少令人震惊的数字图像篡改和伪造的案件，因此迫切需要对图像的真实性进行检验。传统上，在鉴别图像真伪时，采用事先在数字图像中嵌入数字水印或签名的方法一图像主动认证。但是，此方法不足以解决现实中案件图像往往无水印的问题。针对没有嵌入数字水印或签名的篡改图像，对其进行真伪的检验一图像被动认证，成为图像证据学领域新的研究方向。图像被动认证是指不需要原图像的先验知识作参考，而直接依据某种认证方法对目标图像的真伪和来源进行鉴别和取证，也称为盲被动图像检测，它为图像认证开辟了一条新的道路。数字图像被动认证的主要目的是鉴别图像内容的真实性、完整性、原始性和一致性。图像被动认证技术可用于网络中图像过滤、电子政务和电子商务系统中文书和证书图像的鉴定、法律证据图像的取证和军事图像信息的鉴别等，具有广阔的应用前景。JPEG是数码相机和扫描仪等数字图像获取设备支持最广泛的图像压缩编码格式， 也是网络中最流行的图像格式压缩编码之一，因此，基于JPEG的图像篡改检测有着非常重要的实用价值。针对JPEG压缩特性，学者提出了多种被动取证的方法如JPEG压缩历史检测，即从一个非压缩的位图文件估计该文件是否由JPEG压缩文件格式转换而来；估计JPEG双重压缩原始量化步长；利用JPEG 二次压缩进行合成图像检测；根据图像的块效应测度不一致性检测篡改区域；以及利用支持向量机对待测图像进行合成图像与自然图像的分类。上述现有方法可概括为两类一是利用两次压缩因子不一致性进行检测；二是利用JPEG压缩块位置不一致性进行检测。然而，JPEG图像经过裁剪后，其分块位置可能遭到破坏，从而使上述方法部分或完全失效。如一幅JPEG图像经过裁剪后被另存为BMP格式文件，则JPEG压缩历史检测方法对此图像的检测将失效；在合成篡改检测中，如果合成图像的背景区域被裁剪过，则现有检测方法也将失效。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抗裁剪的JPEG图像压缩历史及合成篡改检测方法， 它能检测出非压缩格式图像的裁剪压缩历史痕迹及裁剪的位置，也能对背景图像被裁剪的 JPEG图像合成篡改模式进行有效的检测与篡改区域定位，以克服现有技术的不足。本专利技术是这样实现的抗裁剪的JPEG图像压缩历史及合成篡改检测方法，(1)计算待检测图像的压缩历史痕迹和裁剪位置；(a)在待检测图像中逐点移动块效应提取算子进行计算，得到一幅块效应图像，将块效应图像分为大小为8*8不重叠的图像块K ； (b)将得到的图像块K按对应的像素位置计算块效应矩阵BAM，再将得到的块效应矩阵BAM拉成一维向量，得到块效应曲线；(c)对块效应曲线进行DFT变换，并归一化其频谱图，然后计算压缩块效应测度，并用预设的测度阈值与其进行比较，来判断待检测图像是否经历过压缩历史操作；(d)计算压缩块效应测度大于预设的测度阈值的待检测图像的裁剪位置；(2)判断待检测图像是否经过篡改操作；根据步骤(1)计算得到的待检测图像的裁剪位置，将待检测图像裁剪掉该位置及其以前的行、列，得到裁剪处理图像；用不同的质量因子对该裁剪处理图像进行再压缩，计算出待检测图像背景区域的第一次压缩因子，计算用第一次压缩因子压缩前后图像的差异图像，并计算差异图像的标准方差，然后通过预设的方差阈值判断待测图像是否为合成篡改图像；(3)将步骤(2)判断出的合成篡改图像进行篡改区域定位；按照步骤(2)的方式对RGB图像三个通道分别计算出差异图像，并且进行二值化处理，然后将得到的三个通道二值化图像进行逻辑与运算得到一幅新的二值图像，对其进行形态学腐蚀膨胀操作，映射回待测图像，即得到了篡改区域定位图像。步骤(d)计算压缩块效应测度大于预设的阈值的待检测图像的裁剪位置，是将步骤(a)中得到的块效应图像分为大小为8*7的图像块LK，然后以垂直方向从左至右计算图像块LK的块效应矩阵LBAM，并计算出裁剪位置所在的行；将块效应图像分为大小为7*8的不重叠的图像块CK，然后以水平方向从上至下计算块效应矩阵CBAM，并计算出裁剪位置所在的列。所述的预设的测度阈值为0. 15 ；方差阈值为4. 46。在上述的步骤中，用不同的质量因子对该裁剪处理图像进行再压缩，计算出待检测图像背景区域的第一次压缩因子，计算用第一次压缩因子压缩前后图像的差异图像，并作出EDtrq曲线，计算出则Η,-q曲线将在第一次压缩因子处出现的全局极大值，将全局极大值通过压缩阈值判断待测图像是否经过二次压缩。在计算中，为了消除篡改区域的影响，因此还可以对差异图像进行排序，取前较小的50%数据求均值。上述的压缩阈值为0.68。测度阈值是通过大量图像的统计结果来确定，统计数据的图像库设计如下取 CASIA Tampered Image Detection Evaluation Database ψ W 44 ^7^^^1^ Sft 用压缩因子q e {30，…，100}进行压缩，即得到3080幅一次压缩图像。表1为测度阈值的部分统计数据压缩因子930405060708090100T3.30433 3902.72132.48042.29461.84850.341-5.274上述实验数据给出的是部分结果值，我们认为压缩质量因子q=100的为未压缩图像， 其他压缩情况则认为是压缩图像，取0. 15是因为它能很好区分这两类，区分的准确率高， 所以取0.15为测度阈值。 方差阈值的确定方法是，在3080幅一次压缩图像中选取部分图像按 Q2-Q1 e {5，10，15，20，25}的组合生成合成图像50幅，对这些图像进行如式(12)的计算统计得到Te=4. 46。权利要求1.一种抗裁剪的JPEG图像压缩历史及合成篡改检测方法，其特征在于(1)计算待检测图像的压缩历史痕迹和裁剪位置；(a)在待检测图像中逐点移动块效应提取算子进行计算，得到一幅块效应图像，将块效应图像分为大小为8*8不重叠的图像块K; (b)将得到的图像块K按对应的像素位置计算块效应矩阵BAM，再将得到的块效应矩阵BAM拉成一维向量， 得到块效应曲线；(c)对块效应曲线进行DFT变换，并归一化其频谱图，然后计算压缩块效应测度，并用预设的测度阈值与其进行比较，来判断待检测图像是否经历过压缩历史操作； (d)计算压缩块效应测度大于预设的测度阈值的待检测图像的裁剪位置；(2)判断待检测图像是否经过篡改操作；根据步骤(1)计算得到的待检测图像的裁剪位置，将待检测图像裁剪掉该位置及其以前的行、列，得到裁剪处理图像；用不同的质量因子对该裁剪处理图像进行再压缩，计算出待检测图像背景区域的第一次压缩因子，计算用第一次压缩因子压缩前后图像的差异图像，并计算差异图像的标准方差，然后通过预设的方差阈值判断待测图像是否为合成篡改图像；(3)将步骤(2)判断出的合成篡改图像进行篡改区域定位；按照步骤(2)的方式对RGB图像三个通道分别计算出差异图像，并且进行二值化处理，然后将得到的三个通道二值化图像进行逻辑与本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种抗裁剪的ＪＰＥＧ图像压缩历史及合成篡改检测方法，其特征在于：（１）计算待检测图像的压缩历史痕迹和裁剪位置；（ａ）在待检测图像中逐点移动块效应提取算子进行计算，得到一幅块效应图像，将块效应图像分为大小为８＊８不重叠的图像块Ｋ；（ｂ）将得到的图像块Ｋ按对应的像素位置计算块效应矩阵ＢＡＭ，再将得到的块效应矩阵ＢＡＭ拉成一维向量，得到块效应曲线；（ｃ）对块效应曲线进行ＤＦＴ变换，并归一化其频谱图，然后计算压缩块效应测度，并用预设的测度阈值与其进行比较，来判断待检测图像是否经历过压缩历史操作；（ｄ）计算压缩块效应测度大于预设的测度阈值的待检测图像的裁剪位置；（２）判断待检测图像是否经过篡改操作；根据步骤（１）计算得到的待检测图像的裁剪位置，将待检测图像裁剪掉该位置及其以前的行、列，得到裁剪处理图像；用不同的质量因子对该裁剪处理图像进行再压缩，计算出待检测图像背景区域的第一次压缩因子，计算用第一次压缩因子压缩前后图像的差异图像，并计算差异图像的标准方差，然后通过预设的方差阈值判断待测图像是否为合成篡改图像；（３）将步骤（２）判断出的合成篡改图像进行篡改区域定位；按照步骤（２）的方式对ＲＧＢ图像三个通道分别计算出差异图像，并且进行二值化处理，然后将得到的三个通道二值化图像进行逻辑与运算得到一幅新的二值图像，对其进行形态学腐蚀膨胀操作，映射回待测图像，即得到了篡改区域定位图像。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：左菊仙，刘本永，廖翔，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：52
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