数字图像区域复制篡改被动盲取证新方法研究

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网络的发展,使得数字图像很轻易地被传播、共享。图像处理工具的普及,使得伪造者可以很轻松地制造出非常逼真的数字图像。当伪造后的数字图像被用于科学发现、法庭证物和新闻报道等场合时,将对社会和政治稳定产生重要的影响。因此,开展数字图像取证研究对确保公共秩序、打击犯罪、维护司法公正和新闻诚信有重要的意义。数字图像区域复制篡改被动盲取证技术是本文的重点研究内容。首先,阐述了数字图像取证技术的研究背景及国内外研究现状,分析了已有的取证算法,概括了本文的主要工作;其次,介绍了本文算法所涉及到的小波变换理论、傅里叶变换理论和相位相关技术等理论知识及特性;最后,提出了两个被动盲取证算法:1.利用小波变换的时间(空间)频率局部化分析以及相位相关中相关峰值尖锐性的特性,提出了一种有效的图像区域复制篡改被动盲取证算法。首先对给定图像进行一级小波分解,然后从低频子带系数的所有滑窗覆盖块中分别提取6维特征向量,通过字典排序和相位相关方法实现图像区域复制篡改取证。该算法针对图像区域复制篡改在检测率和误检率之间具有较好的平衡性,且能有效抵抗高斯模糊、高斯白噪声以及严重JPEG有损压缩等后处理攻击。2.提出一种仅仅依靠一幅待检测图像即能有效定位篡改区域的被动纯盲取证算法。首先将彩色图像转换成灰度图像,利用基于小波变换的维纳去噪滤波方法提取灰度图像的模式噪声,然后从模式噪声中提取方差、从降噪图像与模式噪声之间提取信噪比、从灰度图像中提取信息熵与平均能量梯度共四个特征量,对图像做非重叠滑窗操作,通过分析各图像子块的特征量与图像整体特征量之间的相关程度定位篡改区域。该算法对模糊、加噪、严重JPEG压缩、任意角度旋转和缩放等后处理均有较高的检测率和较好的稳健性。本文提出的两个数字图像区域复制篡改被动盲取证算法能够对单幅待检测图像实现高检测率、高稳健性的盲取证,对数字图像被动盲取证的研究有一定的推动意义。
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