21世纪是数字化、信息化、智能化的时代,随着互联网络特别是社交网络的蓬勃发展,人与人之间的信息交换空前频繁,多媒体数据作为对客观事实最直接的记录方式,己然成为应用最广泛、传播最快速、影响最深刻的媒介形式。然而,我们在享受数字媒体所带来快捷和便利的同时,是否意识到其潜在的问题呢?数字媒体特别是数字图像的恶意篡改伪造和肆意传播,正在给人类生活的各个方面带来负面影响。数字图像篡改取证研究近年来已经成为一个全新的前沿研究领域,能够为数字图像的真实性和完整性做出鉴别的图像被动取证技术越来越受到人们的关注。　　 本文主要围绕数字图像被动取证技术,以统计分析方法为技术路线、模式识别分类技术为辅助手段,对数字图像特别是常见JPEG格式图像篡改行为的检测与定位展开深入研究,在构建数字图像篡改取证测试数据库的基础上,重点研究JPEG格式图像篡改检测与定位的新方法,并探索性地提出一套解决方案。　　 本文的具体研究工作可归纳如下:　　 1)数字图像篡改取证测试数据库的建设　　 数据库作为任何研究工作的基础都是十分必要和重要的。我们通过对前人数据库工作的总结和分析,以及结合目前取证技术的迫切需求,在已有数据库的基础上,构建了面向篡改检测与定位研究的测试图像库。该库特色在于其对篡改行为本质影响的划分,以及篡改图像库中各子库保有单一篡改痕迹的建库方式,是对前人数据库较好的补充和完善。该库的建设将使得篡改取证工作的研究更加具有针对性、目的性,同时也为取证算法的性能评价提供基础支持。　　 2)基于图像色度的JPEG图像篡改检测研究　　 JPEG作为最常见的图像格式,对其上篡改行为的研究就显得十分必要和重要。基于人眼对色度成分的不敏感特性,人们在篡改操作时将大量精力集中在亮度成分的一致性上,而忽略了色度成分的一致性。因此,篡改图像在色度成分上会表现出更明显的不一致性,特别是对JPEG图像,因为其相邻像素间的色度成分相关性具有特殊性。基于此,我们提出基于图像高阶统计特性的特征提取方法,对该相关性进行刻画。实验表明,基于图像色度成分的篡改检测算法具有更好的检测正确率。　　 3)基于JPEG压缩噪声的图像篡改定位研究　　 篡改区域定位较篡改检测更具有现实意义。对于JPEG篡改图像,本文根据其JPEG压缩噪声在篡改区域和非篡改区域不一致的特性,设计一种篡改区域定位方法。通过多变量分析方法,提取噪声中最具有区分度的成分进行篡改定位。实验表明该方法在JPEG图像篡改定位上取得较高的定位精度。　　 4)基于DCT系数量化效应的JPEG图像篡改定位研究　　 对经过JPEG压缩后处理的篡改图像,其篡改区域与非篡改区域经历过不同的DCT系数量化。本文通过对不同区域DCT系数量化效应的分析研究,对不同区域DCT系数的概率分布分别进行建模,并对模型参数进行最优化估计,在此基础上推导出图像DCT块被篡改的后验概率,并通过篡改区域先验知识的引入,使得篡改区域的定位结果更加准确。实验表明,在目前同类型检测算法中,本文所提算法取得最好的定位效果。　　 5)数字图像篡改被动取证整体解决方案的提出　　 在上述研究内容的基础上,本文探索性地提出一种数字图像篡改被动取证整体解决方案,包括研究策略、数据平台以及算法性能评价指标三部分。研究策略的提出将图像的篡改检测与定位研究进行整合,使得在检测出篡改图像的同时可以获知篡改发生的位置。此外,数据平台以及性能评价指标的引入将本论文工作统一在图像篡改被动取证整体框架下,提升了其系统性和完整性。　　 总的说来,本文在数字图像篡改被动取证技术,特别是JPEG图像的篡改检测与定位研究方面做出了有益的研究工作。