[发明专利]具有主被动鉴别功能的数字图像防伪检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种数字图像识别技术领域的系统，具体是一种具有主被动鉴别功能的数字图像防伪检测系统。

背景技术

数字图像防伪检测是用来检测图像内容真实性、确定图像来源的一种信息防伪技术。针对数字图像防伪检测的核心技术研究集中在两大类：主动图像鉴别和被动图像鉴别技术。主动图像鉴别的主要思想是事先在图像中嵌入水印或数字签名，鉴别时通过检测水印或者比较数字签名，得出鉴别结果。被动图像鉴别技术是在不需要事先对图像进行签名或者嵌入水印等信息嵌入处理的情况下，直接对内容真实性可疑或来源不确定的图像进行检测和取证。目前，国内外针对数字图像防伪检测研发出的相应系统还非常少，且性能也有待提升。最具代表性的是美国哥伦比亚大学研发的TrustFoto系统，其用于自然图像篡改检测以及计算机生成图像检测，然而这一系统没有考虑主动图像鉴别情形。功能完善的数字图像防伪检测系统应该既能够对图像的真实性及来源进行鉴定，也能够检测图像中的数字水印信息，因此该系统仍不能作为一个完善的数字图像防伪检测系统。

经过进一步检索，国内外尚未出现同时具有主动图像鉴别和被动图像鉴别功能的综合性系统。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有主被动鉴别功能的数字图像防伪检测系统，解决日益突出的数字图像内容不真实、不可靠以及来源不确定等问题，可用于解决版权保护、司法鉴定、防伪等诸多领域的数字图像来源及真伪的鉴别问题。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：基础服务层、系统功能层和应用层，其中：基础服务层通过服务提供接口与系统功能层相连接以提供底层基础服务，系统功能层通过用户交互接口与应用层相连以传输鉴定结果信息，应用层通过用户交互接口接收待检测图像并输出鉴定检测结果。

所述的底层基础服务包括面向主动鉴定服务和面向被动鉴定服务。

所述的基础服务层包括：HSB(最高比特位)和LSB(最低比特位)可恢复半脆弱水印检测单元、沃尔什和卷积编码嵌入法检测单元、Logistic混沌序列和奇异值分解法检测单元、复制粘贴块匹配检测单元、纹理特征和马尔科夫模型检测单元、广义高斯小波法检测单元、HSV空间小波法检测单元、噪声模式法检测单元和小波统计法检测单元，其中：HSB和LSB可恢复半脆弱水印检测单元、沃尔什和卷积编码嵌入法检测单元、Logistic混沌序列和奇异值分解法检测单元为面向主动鉴定服务单元；复制粘贴块匹配检测单元、纹理特征和马尔科夫模型检测单元、广义高斯小波法检测单元、HSV空间小波法检测单元、噪声模式法检测单元和小波统计法检测单元为面向被动鉴定服务单元。

所述的HSB和LSB可恢复半脆弱水印检测单元利用LSB所含水印信息容量大的特点，以及在图像篡改和水印攻击下HSB具有相对稳定性，将HSB编码成水印信息嵌入到LSB中，利用置乱算法产生水印嵌入位置，结合混沌序列，可对图像内容的恶意篡改进行精确地检测与定位，而且能较精确地恢复被篡改的原图像信息。

所述的沃尔什和卷积编码嵌入法检测单元基于能量域和卷积编码，利用卷积码误码来实现水印篡改检测，该算法对有损压缩具有良好的鲁棒性，可以精确地检测和定位被篡改的图像区域，并且可以大致恢复原始图像内容。

所述的Logistic混沌序列和奇异值分解法检测单元基于能量域的奇异值分解，利用最大奇异值的压缩鲁棒性，作为嵌入水印的载体，兼顾基于DCT域的JPEG格式和基于小波域的JPEG2000格式的水印图像篡改检测算法。

所述的复制粘贴块匹配检测单元是针对同幅图片的复制粘贴篡改类型，利用图片块匹配算法，检测图片中是否存在相同或近似的图片块，若存在，则认为该图片存在复制粘贴篡改，反之亦然。

所述的纹理特征和马尔科夫模型检测单元是利用篡改操作在改变图像相邻像素相关性的同时，也改变了空间上不同位置分布的像素相关性的事实提取统计特征，运用分类器的训练与预测实现自然图像篡改的检测，该检测算法较适用于纹理特征较为明显的情形。

所述的广义高斯小波法检测单元是利用真实图片和篡改图片在小波系数分布与广义高斯分布在拟合程度上的差异，提取统计特征，运用分类器训练与预测实现自然图像篡改检测。

所述的HSV空间小波法检测单元是利用HSV空间更加接近人眼视觉特性，首先将图像从RGB空间转换到HSV空间，然后在小波域提取图像的统计特征，利用分类器训练与预测实现计算机生成图像的检测。