[發明專利]一種針對自然圖像和基于DWT壓縮篡改圖像的圖像的取證方法

有效

• 申請號: 201410144039.0
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103903271B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 王美娟;張立鑫;范圍;吳柯;陳真勇;熊璋
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

1.一種針對自然圖像和基于DWT壓縮篡改圖像的圖像的取證方法，該方法能夠針對基于DWT壓縮的圖像進行取證，或者能夠針對經過反取證處理的圖像的進行取證，其特征在于：計算自然圖像以及篡改圖像的小波變換系數的聯合概率直方圖，針對該直方圖進行歸一化，然后進行霍夫變換，提取霍夫變換系數矩陣的均值，方差值，偏態值和峰態值作為支持向量機的特征值，該特征值組成訓練集合；支持向量機使用該訓練集合訓練生成分類模型，采用該模型對未知的特征值樣本進行分類，判斷圖像是否為經過篡改，所述經過篡改為經過壓縮或者經過反壓縮取證處理；提取所述的支持向量機的特征值具體包括以下步驟：

第一步，對圖像進行離散小波變換，得到相應的小波系數，對得到的離散小波系數進行取整化操作，根據小波變換的特性，將圖像分解為N個級別，其中在n級別中，其中n=1，2，···，N–1，根據濾波器使用情況不同，其可被分為L_n低頻子帶，H_n水平子帶，D_n垂直子帶以及V_n對角子帶，然后L_n低頻子帶會繼續使用濾波器進行濾波，得到_n+1級的L_n+1低頻子帶，H_n+1低頻子帶，D_n+1低頻子帶和V_n+1低頻子帶；

第二步，對于小波變換之后的H，V和D三個方向的子帶分別進行聯合概率分布直方圖計算；在H方向上，假設在H_n中的一個系數H_n(r,s)，其中(r,s)代表位置信息，定義其“父親”系數為那么系數H_n(r,s)就為相應的“孩子”系數；根據此種對應方式，一個“孩子”系數對應一個“父親”系數，為了使得這種“孩子”和“父親”節點之間的關系更加明顯，采用以10為底對所有的系數取對數；然后對于“孩子”和“父親”系數求聯合概率直方圖；聯合概率直方圖的求解采用公式(1)進行，

HH(x=k,y=l)=1MHΣi=1MHδ(k-[10×log2|PiH|],l-[10×log2|CiH|]),k,l∈Z.---(1)]]>

在Η^H中的上標H表示的是水平方向，其中δ表示的是指標函數，定義δ(x,y)＝1，當且僅當x＝0以及y＝0；其中[·]表示取整，M^H表示在H方向中所有“父親”和“孩子”一一對應的映射關系的個數，和表示在i級DWT分解中的“父親”和“孩子”的值；同時對于Η^V和Η^D也采用同樣的計算方式；對于和的值，定義范圍為{-100,-99,…,100}；其中k,l都在整數集合Ζ中；

第三步，對于得到的聯合概率直方圖，進行歸一化操作，采用公式(2)進行，

N(x=k,y=l)=HH(x=k,y=l)max(HH(x,y))×255,k,l∈Z.---(2)]]>

采用此種方式，將聯合概率直方圖歸一化到{0,1,…,255}，使其能夠成為一個灰度圖像的取值范圍，然后將歸一化的聯合概率直方圖當作灰度圖像進行處理；

第四步，對于得到歸一化處理之后的三個方向的概率直方圖采用公式(3)進行霍夫變換操作，將其轉化到霍夫變換的系數域中，

ρ＝xcosθ+ysinθ??????????(3)

其中ρ表示原點到圖像中直線的距離，θ表示垂直于圖像中直線的垂線與x軸的夾角大小；

第五步，對于得到的三個不同方向的系數域進行求均值，方差，偏態和峰態，并將三個方向的四個特征值組合，形成一個12維的特征向量。