基于离散小波变换和相位相关的图像复制粘贴篡改检测

论文摘要

功能强大的图像处理软件的飞速发展,使得普通用户更容易对数字图像进行处理而不留下明显的痕迹。如果这些虚假的图片被滥用,将会引起一些涉及到我们社会的稳定、法律的取证及个人的隐私等相关问题的出现。因此,针对数字图像篡改进行数字图像取证研究,成为了一个十分重要的研究课题。现有的数字图像取证技术中,除基于数字签名和数字水印的主动取证方法外,还出现了一些不需要向图像中加入任何附加信息的被动盲取证方法。这些方法有复制粘贴检测、JPEG双重压缩检测、重采样检测、模糊估计检测等。本文主要研究一种特定的数字图像伪造—区域复制粘贴伪造的盲检测算法。区域复制粘贴伪造是一种常用的图像伪造技术,它把图像中的某一部分区域进行复制后,粘贴到同一幅图像不相交的另一区域中,以达到去除图像中某一重要内容的目的。本文针对该篡改技术,在已有的算法基础上进行改进,从而提出一种新的有效的复制粘贴篡改检测算法。算法首先采用离散小波变换对待测图像进行尺度缩减,并将尺度缩减后的图像用“十字阴影”分块法分成九个图像子块。然后对每两个图像子块计算相位相关并做脉冲判定,根据相关系数与脉冲求得复制-粘贴区域间的位移。接着根据所求位移采用像素匹配来定位复制-粘贴区域。最后,利用形态学滤波技术来进一步改善定位效果。该算法简单易懂且容易实现。实验结果表明该算法不但能实现小面积区域的定位检测,而且能实现多个篡改块的检测,在保证准确性的同时,扩大了其应用范围。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 数字图像取证技术研究的背景和意义
• 1.2 数字图像取证相关研究
• 1.3 论文的结构
• 第二章 图像区域复制粘贴检测技术
• 2.1 复制-粘贴操作
• 2.1.1 同幅图像复制-粘贴篡改
• 2.1.2 不同图像复制拼接篡改
• 2.2 现有的同幅图像复制-粘贴篡改取证算法
• 2.2.1 遍历搜索法
• 2.2.2 自相关检测法
• 2.2.3 精确匹配法
• 2.2.4 主成分分析法
• 2.2.5 鲁棒的区域复制图像篡改检测技术
• 2.2.6 基于小波和奇异值分解的图像复制伪造区域检测
• 2.2.7 基于像素匹配的图像复制粘贴篡改检测算法
• 2.3 不同图像复制-粘贴合成取证
• 第三章 基于十字阴影分块与相位相关相结合的检测算法
• 3.1 算法思路
• 3.1.1 小波变换
• 3.1.2 图像分块新方法
• 3.1.3 相位相关
• 3.1.4 脉冲的判定
• 3.1.5 像素匹配法定位复制-粘贴区域
• 3.1.6 形态学滤波
• 3.2 算法步骤及流程图
• 3.2.1 算法详细步骤
• 3.2.2 算法流程图
• 第四章 检测结果与分析比较
• 4.1 实验结果与分析
• 4.1.1 重叠比例的大小对检测结果的影响
• 4.1.2 滤波对检测结果的影响
• 4.1.3 算法的鲁棒性验证
• 4.1.4 在拼接篡改图像中的应用
• 4.2 与其他算法的比较
• 4.2.1 精确匹配法
• 4.2.2 像素匹配法
• 4.2.3 本文算法
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 下一步工作及展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录:攻读硕士学位期间发表学术论文及参与项目情况