[發明專利]一種關于圖像模糊篡改檢測的方法

在審

• 申請號: 201310405077.2
• 申請日: 2013-09-07
• 公開（公告）號: CN104424641A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 胡成燕;周治平;耿振民
• 申請（專利權）人: 無錫華御信息技術有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種邊緣特征的圖像模糊篡改檢測方法，屬于數字圖像取證技術領域。

背景技術

在當今數字信息迅速發展的時代，數字圖像作為最常用的一種數字信息載體被廣泛地應用到新聞、司法、科學、娛樂、軍事等領域，但是各種對圖像的偽造和篡改對事實的真實性產生了嚴重的破壞，妨礙了司法公正、影響了社會的穩定和秩序等。因此，數字圖像取證技術成了信息安全技術研究領域里一個非常重要的方向。

圖像的篡改主要包括將一幅或幾幅圖像中的一部分圖像剪切下來，拼接到另一幅圖像上去的合成操作等等。而任何篡改操作都會在圖像中留下不可避免地痕跡，為了使篡改后的圖像給人的感覺更加逼真且不容易被人發現篡改區域，篡改者通常會采取一些后操作來處理并消除圖像在篡改過程中留下的操作痕跡。在那些后處理操作中主要包括模糊操作、漸變操作、淡化操作等潤飾操作，而模糊操作是消除篡改圖像中邊緣痕跡最常用的一種手段。國內外對圖像的模糊篡改檢測已經有了比較深入的研究，提出了許多行之有效的算法。與本專利有關的主要有周琳娜等人在“基于數字圖像邊緣特性的形態學濾波取證技術”(電子學報，vol.36，pp.1047-1051，2008年6月)中利用同態濾波縮小離散模糊邊緣的動態范圍，而同時增強了人工模糊的邊緣，使得模糊的邊緣信息變強，正常邊緣變弱，再通過數學形態學的腐蝕運算，排除正常邊緣，從而提取并定位出圖像模糊邊緣，但是如果圖像中存在較為嚴重的離焦模糊，該算法檢測就會存在一定程度的虛警，而且在同態濾波中要進過大量的計算才能確定截止頻率D₀的值，所以該算法的計算量和計算時間都比較大且未考慮到圖像噪聲對檢測結果的影響；魯昌華等人在“基于同態濾波和改進形態學的圖像邊緣檢測”(儀器儀表學報，vol.32，pp.74-78，2011年10月)中對周琳娜的算法進行改進，提出了利用同態濾波和改進的形態學相結合的邊緣檢測方法，但是該算法并沒有完全解決之前算法的缺點，提取的圖像邊緣比較粗獷且不具有連續性；S?Xuanjing等人在“A?blur?image?blind?identify?algorithm?based?on?the?edge?feature”(Pro.of2011Third?International?Conference?on?Multimedia?Information?Networking?and?Security，pp.309-313，2011年11月)中提出了一種基于邊緣特征的模糊圖像盲識別算法，該方法利用同態濾波提取圖像的邊緣特征，再根據小波變換的多標準分解，加強模糊失真信息，最后利用數學形態學的腐蝕運算得到模糊篡改邊緣，但是該算法也沒有解決確定截止頻率值時的計算量和計算時間；王佐成等人在“改進的模糊形態學邊緣檢測算法”(計算機工程與應用，vol.47，pp.185-187，2011年8月)中提出了一種新的基于模糊形態學的邊緣檢測算法，該方法結合了模糊增強和模糊形態學邊緣檢測，使用簡單隸屬度函數將圖像映射到模糊特征平面，采用多方向模糊形態學進行邊緣提取，但是該算法需要經過大量的實驗，所以算法的計算量較大而且計算時的迭代次數也較多。

綜上所述，上述的算法都可以對圖像模糊篡改區域進行定位。但是每種方法都存在它們的缺點，主要的缺點有為了確定同態濾波中截止頻率的值使得算法的計算量和計算時間比較大，而且提出的算法中都沒有考慮到圖像噪聲和篡改操作引入圖像的噪聲對檢測結果的影響，所以可以解決這些算法中的缺點來提高算法的檢測精度。

發明內容

本發明意在改進現有算法的不足，提高現有算法的檢測精度。傳統的同態濾波函數對濾波器的截止頻率D₀的選擇具有一定的困難性和復雜性，需要花費大量的時間和工作，本發明中采用基于小波分解的同態濾波，利用代替了截止頻率值D₀的確定，從而大大降低了算法的計算量和計算時間；其次利用小波閾值去噪去除圖像的噪聲，排除了噪聲對檢測結果的影響，提高了算法的檢測精度；對去噪后的圖像提取二值邊緣圖像信息，可以使得到的圖像邊緣比較細且連續，有利于篡改區域的確定，也提高了算法檢測的精度；同時選擇多個方向的結構元素能夠更好地從各個角度檢測出不同形狀的邊緣，也能提高算法檢測的精度。

本發明提出的技術方案是基于一種邊緣特征的圖像模糊篡改檢測方法，其改進部分主要分為四個部分：同態濾波函數的改進、去除圖像噪聲的改進、數學形態學的改進和篡改圖像的檢測及區域的確定。

同態濾波函數的改進步驟如下：