一種圖像真實(shí)性鑒定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)字內(nèi)容安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于JPEG壓縮特征的數(shù)字圖像真實(shí)性鑒定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字圖像是互聯(lián)網(wǎng)時代最主要的信息載體之一，并且由于圖像承載的信息更加直觀、可信，數(shù)字圖像正有取代文字成為首要信息載體的趨勢。伴隨數(shù)字圖像的迅猛發(fā)展的還有數(shù)字圖像的處理技術(shù)，目前成熟的圖像處理軟件有很多，Adobe Photoshop、Vis1Viewer、iPhoto等專業(yè)圖像處理軟件的出現(xiàn)一般用戶帶來了極大的方便的同時，也給數(shù)字圖像的使用帶來了隱患。圖像處理軟件的功能非常強(qiáng)大，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能并不局限于對照片的修飾方面，特別是在具有三維渲染功能的圖像處理軟件的幫助下，有經(jīng)驗(yàn)的使用者能夠使用圖像處理軟件制作出任意內(nèi)容的照片。
[0003]在數(shù)字內(nèi)容保護(hù)領(lǐng)域，現(xiàn)有的方法就是對待保護(hù)的內(nèi)容嵌入數(shù)字水印，當(dāng)出現(xiàn)爭議時提取預(yù)先嵌入的水印信息進(jìn)行提取比對，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)內(nèi)容保護(hù)。但是采用數(shù)字水印技術(shù)等現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行數(shù)字圖像保護(hù)時還存在以下問題:
[0004]1.數(shù)字水印技術(shù)為事前防護(hù)技術(shù)。水印技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于司法、商業(yè)和保險領(lǐng)域的數(shù)字圖像保護(hù)，數(shù)字水印技術(shù)是在確認(rèn)照片真實(shí)無誤前提下，通過嵌入水印進(jìn)行證物歸檔或者版權(quán)聲明，無法證明圖像自身是真實(shí)可信的。
[0005]2.數(shù)字水印技術(shù)會降低圖像質(zhì)量。數(shù)字水印技術(shù)將版權(quán)信息以可視或者非可視的方式嵌入數(shù)字圖像，將導(dǎo)致數(shù)字圖像質(zhì)量下降，可能導(dǎo)致醫(yī)療影像、攝影等專業(yè)領(lǐng)域圖像無法正常應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種圖像真實(shí)性鑒定方法，用以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。
[0007]本發(fā)明一種圖像真實(shí)性鑒定方法，其中，包括:
[0008]步驟1:對待檢測圖像進(jìn)行計算機(jī)生成特征檢測；
[0009]步驟2:對通過計算機(jī)生成特征檢測的圖像進(jìn)行色彩插值濾波器檢測，若檢測大于閾值，則判定圖像為非真實(shí)圖像，檢測結(jié)束，若檢測小于通行閾值，則執(zhí)行步驟3 ;
[0010]步驟3:對通過色彩插值濾波器檢測的圖像進(jìn)行基于可變窗口的檢測，若檢測大于閾值，則判定圖像為非真實(shí)圖像，檢測結(jié)束，若檢測小于通行閾值，則執(zhí)行步驟4 ;
[0011]步驟4:對通過可變窗口檢測的圖像進(jìn)行基于滑動窗口的檢測，若檢測大于閾值，則判定圖像為非真實(shí)圖像，檢測結(jié)束，若檢測小于通行閾值，則執(zhí)行步驟5 ;以及
[0012]步驟5:對圖像進(jìn)行一致性檢測，若檢測大于閾值，則判定圖像為非真實(shí)圖像，檢測結(jié)束，若檢測小于通行閾值，則判定為真實(shí)圖像，檢測結(jié)束。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的圖像真實(shí)性鑒定方法的一實(shí)施例，其中，還包括，在圖像真實(shí)性鑒定過程中，如無法判定的情況，則進(jìn)行對圖像進(jìn)行圖像還原檢測，圖像還原檢測包括:以一個大小固定的窗口為檢測單元，通過將該窗口以逐像素匹配的方式實(shí)現(xiàn)記錄所有可能的沖突區(qū)域，最后將匹配度超過閾值的沖突區(qū)域劃定為重復(fù)區(qū)域，并通過算法支持像素相似性匹配、主成分匹配、以及尺度不變特征量匹配的方法判定圖像為非真實(shí)圖像或真實(shí)圖像。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的圖像真實(shí)性鑒定方法的一實(shí)施例，其中，步驟I進(jìn)一步包括:采用離散傅立葉變換、離散余弦變換以及離散小波變換的方式，將待檢測圖像從時域投射到變換域，并且結(jié)合待檢測圖像具體的類型，對待檢測圖像按照對應(yīng)的分類要求進(jìn)行聚集，再對特定頻率、階數(shù)或者系數(shù)分布進(jìn)行統(tǒng)計形成分類特征，最后將待檢測圖像的分類特征放入對應(yīng)的分類器中，進(jìn)行分類判定。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的圖像真實(shí)性鑒定方法的一實(shí)施例，其中，步驟2包括:對圖像進(jìn)行特征提取和分塊，從時域投射到變換域，對每個分塊進(jìn)行色彩插值模型匹配，分類至特定的插值模型中，以進(jìn)行圖像真實(shí)性的判定。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的圖像真實(shí)性鑒定方法的一實(shí)施例，其中，步驟3包括:對圖像進(jìn)行適當(dāng)分塊，每個分塊進(jìn)行DCT差值特征提取，根據(jù)每個分塊的DCT差值特征情況判定該分塊是否經(jīng)歷多次JPEG壓縮。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的圖像真實(shí)性鑒定方法的一實(shí)施例，其中，步驟4包括:假定待檢測圖像的分辨率為MXN，則檢測過程如下:1.確定一個檢測窗口，窗口大小mXn，將該檢測窗口置于該待檢測圖像的左上角；2.記錄檢測窗口的DCT系數(shù)矩陣；3.按照對該檢測窗口進(jìn)行DCT差值特征提取，根據(jù)檢測窗口的DCT差值特征情況判定該檢測窗口是否經(jīng)歷多次JPEG壓縮，并且結(jié)合DCT系數(shù)矩陣，記錄不同壓縮比例下該檢測窗口的DCT系數(shù)矩陣的差值情況；4.判斷檢測窗口是否達(dá)圖像的右下角，若沒有到達(dá)圖像的右下角，則將檢測窗口循環(huán)右移一個像素，并跳轉(zhuǎn)到2 ;5.根據(jù)各檢測窗口記錄的JPEG壓縮特征，對圖像進(jìn)行JPEG壓縮過程判定。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的圖像真實(shí)性鑒定方法的一實(shí)施例，其中，該步驟5包括:將圖像各區(qū)域的計算機(jī)生成圖像特征、色彩插值濾鏡特征和多重JPEG壓縮特征進(jìn)行組合，形成一個具有三個不相關(guān)特征的向量，將各區(qū)域的向量進(jìn)行一致性檢測和分類，可得到圖像的一致性檢驗(yàn)分類，如果通過檢測則判定圖像為為真實(shí)圖像，否則，則判定為非真實(shí)圖像
[0019]綜上，本發(fā)明為了解決數(shù)字圖像真實(shí)性鑒定問題，結(jié)合對計算機(jī)生成圖像特征、色彩插值濾鏡特征、多重JPEG壓縮特征以及這些特征的一致性分析，提出了一種圖像真實(shí)性鑒定方法，方法首先分別利用計算機(jī)生成圖像特征分析、色彩插值濾鏡特征分析、多重JPEG壓縮特征分析以及圖像內(nèi)容修改還原分析等技術(shù)手段對圖像進(jìn)行檢測，當(dāng)各類分析手段均無法判定時，將各類特征進(jìn)行一致性分析，實(shí)現(xiàn)對圖像的真實(shí)性鑒定。
【附圖說明】
[0020]圖1所示為本發(fā)明的圖像真實(shí)性鑒定系統(tǒng)的模塊圖；
[0021]圖2所示為本發(fā)明圖像真實(shí)性鑒定方法的工作流程圖；
[0022]圖3所示計算機(jī)生成圖像檢測工作流程圖；
[0023]圖4所示為色彩插值濾波器檢測工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0025]圖1所示為本發(fā)明的圖像真實(shí)性鑒定系統(tǒng)的模塊圖，如圖1所示，數(shù)字圖像真實(shí)性鑒定系統(tǒng)包括6個模塊，包括:計算機(jī)生成圖像檢測模塊11，用于對待測圖像進(jìn)行分類，將計算機(jī)生成的圖像與相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行區(qū)分。色彩插值濾波器檢測模塊12，用于基于相機(jī)色彩插值矩陣對相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行區(qū)域劃分，對可疑區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注?；诳勺兇翱诘臋z測模塊13，用于對可疑區(qū)域進(jìn)行可變窗口、固定解析網(wǎng)格的JPEG壓縮特征檢測，實(shí)現(xiàn)對可疑區(qū)域JPEG壓縮特征的初步篩查?；诨瑒哟翱诘臋z測模塊14，用于對可疑區(qū)域進(jìn)行小窗口、可變解析網(wǎng)格的JPEG壓縮特征檢測，實(shí)現(xiàn)對可以區(qū)域JPEG壓縮特征的精確還原。圖像修改還原模塊15，用于基于相鄰像素塊相似比例、不變矩等特征，對圖像修改進(jìn)行還原。一致性檢驗(yàn)?zāi)K16，用于當(dāng)圖像各類特征均為超過閾值時，對圖像的色彩插值特征、JPEG壓縮特征和噪聲特征等進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。
[0026]圖2所示為本發(fā)明圖像真實(shí)性鑒定方法的工作流程圖，如圖2所示，如圖2所示，基于數(shù)字圖像真實(shí)性鑒定系統(tǒng)簡述圖像真實(shí)性鑒定方法的工作流程，包括:
[0027]步驟1:對待檢測圖像進(jìn)行計算機(jī)生成特征檢測，若檢測大于閾值，則判定圖像為非真實(shí)圖像，檢測結(jié)束，若檢測小于通行閾值，則進(jìn)入色彩插值濾波器檢測步驟；
[0028]步驟2:對通過計算機(jī)生成特征檢測的圖像進(jìn)行色彩插值濾波器檢測，若檢測大于閾值，則判定圖像為非真實(shí)圖像，檢測結(jié)束，若檢測小于通行閾值，則進(jìn)入基于可變窗口的檢測步驟；
[0029]步驟3:對通過色彩插值濾波器檢測的圖像進(jìn)行基于可變窗口的檢測，若檢測大于閾值，則判定圖像為非真實(shí)圖像，檢測結(jié)束，若檢測小于通行閾值，則進(jìn)入基于滑動窗口的檢測步驟；
[0030]步驟4:對通過可變窗口檢測的圖像進(jìn)行基于滑動窗口的檢測，若檢測大于閾值，則判定圖像為非真實(shí)圖像，檢測結(jié)束，若檢測小于通行閾值，則進(jìn)入步驟5 ;
[0031]步驟5:對圖像進(jìn)行一致性檢測，若檢測大于閾值，則判定圖像為非真實(shí)圖像，檢測結(jié)束，若檢測小于通行閾值，則判定為真實(shí)圖像，檢測結(jié)束。
[0032]參考圖2，本發(fā)明的圖像真實(shí)性鑒定方法進(jìn)一步包括:
[0033]步驟1:計算機(jī)生成圖像檢測，包括:
[0034]計算機(jī)生成圖像在制作過程中，制作者通過各種繪圖工具和技巧處理圖像，因此圖像的連續(xù)性、相關(guān)性等特征與制作者和所制作題材有關(guān)，不具備固定的模式。但是對于相機(jī)拍攝的照片，由于相機(jī)制作工藝限制以及成像規(guī)則限制，其各種統(tǒng)計特征都會呈現(xiàn)特定的規(guī)律，將這些規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計和整理，就行成了對計算機(jī)生成照片進(jìn)行鑒定的方法。
[0035]圖3所示計算機(jī)生成圖像檢測工作流程圖，如圖3所示，在檢測過程中，特征提取采用的方法是離散傅立葉變換(Discrete Fourier Transform, DFT)，離散余弦變換(Discrete Cosine Transformat1n, DCT)以及離散小波變換(Discrete WaveletTransform, DffT)的方式，將圖像從時域投射到變換域，并且結(jié)合圖像具體的類型(分類方式包括室內(nèi)照片、室外照片、人物照片、運(yùn)動照片等)對圖像信息按照對應(yīng)的分類要求進(jìn)行聚集，再對特定頻率、階數(shù)或者系數(shù)分布進(jìn)行統(tǒng)計形成分類特征，最后將圖像的分類特征放入對應(yīng)的分類器