[發明專利]圖像篡改定位方法及系統

在審

• 申請號: 201410243289.X
• 申請日: 2014-06-03
• 公開（公告）號: CN105160617A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 任紅雷;楊建權;朱國普;黃曉霞;趙希
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 沈祖鋒;郝明琴

技術領域

本發明涉及一種圖像篡改定位方法及系統。

背景技術

感知哈希函數作為數字簽名的重要組成部分，能夠認證圖像的真實性和來源信息，在多媒體信息安全領域中有著廣泛地應用。

對于保持圖像內容的處理操作(例如：輕微旋轉、濾波、壓縮和噪聲干擾)，感知哈希函數具有很好的魯棒性；對于改變圖像內容的惡意篡改，則具有較強的靈敏性。感知哈希函數的上述特性使得原始圖像和經過內容保持操作的圖像能夠通過認證，而阻截那些惡意篡改的偽造圖像。

目前，國內外的學者對圖像篡改定位的感知哈希算法進行了比較深入和系統的研究，提出了多種有效可行的方法。現有感知哈希算法的魯棒性逐漸提高，使得基于感知哈希的圖像主動認證技術日漸成熟，但在實際應用中，不僅需要認證一幅圖像的真實性，同時還希望可以通過感知哈希函數定位圖像中被篡改的具體內容，即篡改定位。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種圖像篡改定位方法及系統。

本發明提供一種圖像篡改定位方法，該方法包括如下步驟：a.對欲發送圖像進行特征提取；b.根據上述提取的特征計算得到欲發送圖像的哈希值；c.接收所述欲發送圖像及其哈希值；d.對所述接收的圖像進行特征提取；e.根據上述提取的特征計算得到所述接收圖像的哈希值；f.根據所述欲發送圖像的哈希值及接收圖像的哈希值，對圖像進行認證及篡改定位。

其中，所述的步驟a包括：得到欲發送圖像的像素矩陣I；對所述像素矩陣I進行尺寸標準化及濾波操作，以得到像素矩陣獲取所述像素矩陣的邊緣點；計算每個邊緣點在像素矩陣的梯度方向和模值對像素矩陣進行分塊處理，并根據每個圖像塊中邊緣點梯度方向和模值得到所述欲發送圖像的魯棒特征向量F'。

所述的步驟b包括：將所述欲發送圖像的魯棒特征向量F'進行二值化編碼，得到所述欲發送圖像的哈希值。

所述的步驟f包括：將所述欲發送圖像的哈希值及所述接收圖像的哈希值進行比對，若二者的歸一化漢明距離小于閾值T_a，則通過認證；否則，拒絕認證；對于拒絕認證的圖像，計算接收圖像每個分塊的哈希值，并與接收到的哈希值相應的區段進行比對，若歸一化漢明距離大于閾值T_b，則判定該圖像分塊受到篡改，并在圖像相應位置標注。

所述歸一化的漢明距離定義為x和y分別表示長度為N的二元哈希值，N表示哈希長度。

本發明還提供一種圖像篡改定位系統，包括相互電性連接的特征提取模塊、哈希計算模塊、接收模塊、認證及篡改定位模塊，其中：所述特征提取模塊用于對欲發送圖像進行特征提取；所述哈希計算模塊用于根據上述提取的特征計算得到欲發送圖像的哈希值；所述接收模塊用于接收所述欲發送圖像及其哈希值；所述特征提取模塊還用于對所述接收的圖像進行特征提取；所述哈希計算模塊還用于根據上述提取的特征計算得到所述接收圖像的哈希值；所述認證及篡改定位模塊用于根據所述欲發送圖像的哈希值及接收圖像的哈希值，對圖像進行認證及篡改定位。

其中，所述的特征提取模塊具體用于：得到欲發送圖像的像素矩陣I；對所述像素矩陣I進行尺寸標準化及濾波操作，以得到像素矩陣獲取所述像素矩陣的邊緣點；計算每個邊緣點在像素矩陣的梯度方向和模值，對像素矩陣進行分塊處理，并根據每個圖像塊中邊緣點梯度方向和模值，得到所述欲發送圖像的魯棒特征向量F'。

所述的哈希計算模塊用于將所述欲發送圖像的魯棒特征向量F'進行二值化編碼，得到所述欲發送圖像的哈希值。

所述的認證及篡改定位模塊具體用于：將所述欲發送圖像的哈希值及所述接收圖像的哈希值進行比對，若二者的歸一化漢明距離小于閾值T_a，則通過認證；否則，拒絕認證；對于拒絕認證的圖像，計算接收圖像每個分塊的哈希值，并與接收到的哈希值相應的區段進行比對，若歸一化漢明距離大于閾值T_b，則判定該圖像分塊受到篡改，并在圖像相應位置標注。

所述的歸一化的漢明距離定義為x和y分別表示長度為N的二元哈希值，N表示哈希長度。

本發明圖像篡改定位方法及系統，能夠產生一組具有較強魯棒性的哈希，無須通過不同哈希值就能實現圖像內容真實性認證和篡改定位，避免了哈希值冗長的缺點，同時本發明采用的圖像特征對噪聲干擾和濾波等常見的內容保持操作也具有魯棒性。本發明實現方案簡單，計算復雜度也更低。

附圖說明

圖1為本發明圖像篡改定位方法的流程圖；

圖2為本發明圖像篡改定位系統的硬件架構圖。

具體實施方式