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数字图像合成篡改的检测方法研究

作　者: 马婷婷
导　师: 李峰
学　校: 长沙理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 图像盲取证 合成篡改 块匹配 JPEG块效应
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 33次
引　用: 1次
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内容摘要


数码相机的普及和图像编辑处理软件的广泛使用推动了图像篡改伪造技术的迅速发展,利用数字水印和数字签名的预先在图像中嵌入信息的数字图像主动取证技术在新的环境下已显现出应用的局限性,因此,数字图像被动取证技术,也称为盲取证技术就成为近几年的研究热点。数字图像盲取证技术从篡改手段出发,通过对图像统计特征和成像设备的特性分析对数字图像的真实性、完整性和原始性进行取证分析。目前,国内外研究者的研究工作主要围绕数字图像内容真实性取证展开,并已针对数字图像复制粘贴篡改、重采样、JPEG重压缩、模糊润饰等操作提出一些针对性的取证方法。数字图像的合成篡改是最典型、最普遍的一种篡改手法,包括同幅图的区域复制粘贴操作和不同图像的合成拼接操作。而且,网上流传的大部分篡改图片都经历了这种篡改。因此,针对这种典型的篡改操作本文提出以下两种检测方法:基于截尾奇异值和K-D树的同幅图复制粘贴篡改检测,通过离散小波变换提取待检测图像的低频细节,采用图像特征表达唯一、维数低的奇异值作为图像特征,并作截尾处理。将传统的字典排序用快速高效的K-D树近邻搜索代替,配合欧氏距离匹配准则和契比雪夫距离公式实现同幅图复制粘贴篡改的准确快速检测。在对人类视觉特性和JPEG图像块效应研究的基础上,提出一种基于人类视觉可见度函数的JPEG块效应衡量方法。利用篡改区域和背景区域的块效应不连续性对合成图像进行检测。将相邻图像块的亮度斜率均方差作为块效应的度量,同时融合背景活动性及亮度对块效应的掩盖影响。并将其应用于不同JPEG图像的合成篡改检测,实验效果较好,检测结果易辨识。以上每种检测算法的检测依据、原理及详细步骤都在本文中有详细论述,并通过一系列的实验展示其在实际检测篡改图像中的有效性和稳定性。最后,对数字图像盲取证技术的发展做了展望。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 研究背景和意义  10-11
  1.2 数字图像取证技术概述  11-15
    1.2.1 数字图像主动取证技术  12
    1.2.2 数字图像被动盲取证  12-13
    1.2.3 数字图像取证的研究现状  13-15
  1.3 论文的主要工作  15
  1.4 论文章节安排  15-17
第二章 数字图像篡改检测  17-24
  2.1 数字图像篡改分类  17-20
  2.2 数字图像篡改检测方法分类  20-22
  2.3 现存问题分析  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 基于截尾奇异值和 K-D 树的复制粘贴篡改检测  24-39
  3.1 同幅图复制粘贴篡改模型  24-25
  3.2 图像复制粘贴篡改检测算法的关键问题分析  25-30
    3.2.1 图像分块方法  25-27
    3.2.2 图像特征向量分析  27-28
    3.2.3 图像块相似性匹配  28-30
  3.3 截尾奇异值分解（TSVD）  30-31
  3.4 K-D 树  31-32
  3.5 检测算法描述  32-35
    3.5.1 离散小波变换  32-33
    3.5.2 特征相似性匹配  33-34
    3.5.3 检测步骤  34-35
  3.6 检测结果与分析  35-37
  3.7 本章小结  37-39
第四章 基于 JPEG 图像块效应的合成篡改检测  39-49
  4.1 JPEG 图像篡改检测方法分析  39-40
  4.2 JPEG 块效应的产生  40-41
  4.3 JPEG 块效应的度量  41-43
    4.3.1 基于块间像素差异的块效应度量  41-42
    4.3.2 基于频谱的块效应度量  42
    4.3.3 基于DCT 系数的块效应度量  42-43
  4.4 检测算法与步骤  43-46
    4.4.1 块效应度量  43-44
    4.4.2 活动性掩盖  44-45
    4.4.3 亮度掩盖  45
    4.4.4 块效应可见度函数  45
    4.4.5 检测步骤  45-46
  4.5 检测结果与分析  46-48
  4.6 本章小结  48-49
总结与展望  49-51
  总结  49-50
  对未来技术发展的展望  50-51
参考文献  51-56
致谢  56-57
攻读学位期间发表论文目录  57-58
摘要  58-62
ABSTRACT  62-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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