[發明專利]基于首數字定律的圖像高斯模糊篡改檢測方法

有效

• 申請號: 201410292782.0
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104021567A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 陳明志;賈福運;葉瀟翔;查昊迅;肖傳奇
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/40
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于圖像篡改檢測技術領域，特別涉及一種基于首數字定律的圖像高斯模糊篡改檢測方法。

背景技術

隨著信息科學的迅速發展，圖像處理軟件越來越強大，圖像是否經過篡改也越來越難發現。而模糊操作作為一種常見的自然圖像篡改手段，有以下幾個特點：首先，它在圖像篡改中起著一種輔助作用來掩飾篡改中留下的痕跡；其次，模糊操作作為一個主要的篡改手段，也可對圖像去噪，美化，模擬自然模糊。因此，檢測一副圖像是否經過模糊就變得非常重要。

針對圖像模糊操作，國內外學者進行了一定的研究。例如，趙俊紅提出了一種基于粗糙集理論的圖像邊緣模糊取證方法，該方法先用模糊數學對人工模糊邊緣進行圖像模糊增強，得到被增強的人工模糊邊緣與別減弱的非人工模糊邊緣的圖像，再利用粗糙集理論去除殘留的正常邊緣；針對人工模糊與離焦模糊，Zhou通過同態濾波技術縮小經過離焦模糊邊緣的動態范圍，增強人工模糊的拼接邊緣，而自然正常邊緣得到弱化，再利用腐濁運算逐步排除自然邊緣，定位出圖像拼接邊緣；由于模糊篡改的實質是是在頻域對圖像進行低通濾波，所以Hsiao等人用頻域算法對局部模糊進行定位；陳英等人提出“不和諧點”概念，把在被檢測圖像的邊緣找到大量消失的“不和諧點”作為篡改圖像的證據。但以上研究主要是鑒別局部模糊操作。孫堡壘等人提出了基于Benford定律的關于AC系數模糊篡改取證，但此種算法對某類型的圖片檢測率較高，而對另外的圖片的檢測正確率卻又不夠理想，普適性較差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于首數字定律的圖像高斯模糊篡改檢測方法，該方法增強了圖像高斯模糊篡改檢測的普適性，提高了檢測效率。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種基于首數字定律的圖像高斯模糊篡改檢測方法，包括以下步驟：

步驟（1）?取一定數量的自然圖像作為訓練樣本，分別提取各自然圖像的RGB三個顏色通道的梯度的首位有效數字的首數字定律特征；

步驟（2）?對各自然圖像的RGB三個顏色通道分別進行8×8的不重復塊離散余弦變換，得到8×8分塊離散余弦變換系數矩陣，隨后提取離散余弦變換域交流分量的首位有效數字的首數字定律特征；

步驟（3）?對各自然圖像進行高斯模糊操作，得到高斯模糊圖像，然后分別提取各高斯模糊圖像的RGB三個顏色通道的梯度的首位有效數字的首數字定律特征以及離散余弦變換域交流分量的首位有效數字的首數字定律特征；

步驟（4）?把得到的各自然圖像、高斯模糊圖像的RGB三個顏色通道的梯度的首位有效數字的首數字定律特征以及離散余弦變換域交流分量的首位有效數字的首數字定律特征放入SVM分類器中進行訓練，得到訓練好的SVM分類器；

步驟（5）?用訓練好的SVM分類器對待測圖像進行檢測，判斷待測圖像是否經過模糊篡改。

進一步的，所述訓練好的SVM分類器按如下方法對待測圖像進行檢測：

提取待測圖像的RGB三個顏色通道的梯度的首位有效數字的首數字定律特征以及離散余弦變換域交流分量的首位有效數字的首數字定律特征，并輸入SVM分類器，所述SVM分類器判斷待測圖像為自然圖像或高斯模糊圖像，從而判斷待測圖像是否經過模糊篡改。

進一步的，所述離散余弦變換為二維離散余弦變換，二維離散余弦變換F(u,?v)用公式(1)表示如下：

????(1)

式中f(.)表示圖像像素，n₁、n₂分別表示圖像的行、列序數，N₁、N₂分別表示行、列序數的最大值，u、v分別表示傅里葉級數的橫、縱坐標。

進一步的，離散余弦變換域交流分量的首位有效數字的首數字定律特征提取方法如下：

首先，對圖像的每一個顏色通道，計算8×8?離散余弦變換分塊；然后由公式(2)計算每一個離散余弦變換分塊的所有交流分量x的首位有效數字d：

????(2)

最后由公式(3)計算出圖像的首數字定律特征：

????(3)

式中p(d)表示概率，d=1,2,…,9，C_d表示首位有效數字d的個數。