[发明专利]篡改图像的盲检测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像处理技术领域，尤其涉及一种基于Radon和解析Fourier-Mellin变换的篡改图像的盲检测方法和系统。

背景技术

随着社会信息化的发展以及数码成像设备的普及，数字图像的使用范围越来越广泛。数字图像以其直观易懂以及非常有说服力的特点，已经成为我们工作和生活中获取和发布信息的最主要方式之一。2007年1月23日，中国互联网络中心(CNNIC)公布了第19次中国互联网发展状况统计报告，报告显示，截止2006年底，全国网页总数为44.7亿个，将网页按内容形式分为文本、图像、音频和视频四类，统计结果显示，在互联网网页中文本和图像网页仍然是最主要的内容形式，分别占据70.2％和29.5％的比例。音频网页的比例几乎可以忽略不计，而视频网页占网页总数的比例也仅为0.3％。在中国互联网络信息资源数量调查报告中给出，如果将网页的内容形式按多媒体形式分类，分为图像、音频和视频三类内容进行统计，在2003到2005年中，图像占据的比例分别是97.9％、98.91％和98.75％。这表明在多媒体形式的信息中，数字图像是最为普遍的一种信息。

数字图像的广泛应用也带来了对其内容的真实性认证和完整信息保护的问题。随着计算机技术和诸如photoshop等图像编辑软件的发展，用户可以对图像进行图像拼接、图像合成、图像效果处理等各种编辑处理，以致人的肉眼很难分辨出图像是否经过篡改。这给新闻界、法律界和金融界带来了很大的麻烦，引发了互联网和大众的信任危机。例如，2006年CCTV评选出的年度十大新闻图片，一经公布，其中的名为《青藏铁路为野生动物开辟生命通道》的图片，被网友指出存在篡改疑点。后经调查，图片拍摄者承认该图确系使用Photoshop处理合成的。

因此，如何对图像进行检测，判断图像是否为真实自然的图像显得非常重要。而图像取证技术可以检测图像的真实性和可信性。因此，图像取证技术目前已成为信息安全领域中一个新兴且极为重要的研究方向。

目前国内外针对数字图像认证主要有两大类方法：主动图像认证和被动图像认证。主动图像认证主要包括图像水印技术、图像数字签名技术等，其主要思想是事先在图像中嵌入保护信息得到认证结果。但需要事先在图像中嵌入信息，适用于对图像的版权保护等领域。

在被动图像认证中利用各种矩特征值进行检测篡改图像已取得一定成果。在被动图像认证中，图像的几何变换不变分析是一个非常重要的研究内容，例如旋转、平移与尺度变换等操作。物体几何变换不变特征提取方法主要有互相关分析、Fourier描述字、不变矩提取、自回归模型、基于小波的几何不变分析等。Fourier描述字与自回归模型仅适用于具有封闭边界的几何变换不变分析问题，而且需要一定的预处理过程。基于不变矩的分析方法是此类研究方法中受到广泛关注的方法之一，王睿提出的基于不变矩的图像盲检测算法，是将Hu提出的不变矩分析应用到图像盲检测算法中，然而，经典Hu矩仅基于数学的代数理论，不是源于正交函数族，所以包含了很多冗余信息，而且计算量会随着矩阶数的升高迅速增长。矩按照其定义可分为非正交矩与正交矩两种，其中非正交矩，如几何矩、复数矩等，虽然计算复杂度低，但对噪声非常敏感，而且基于非正交矩来重建图像非常困难。而正交矩，Zemike矩、Tchebichef、Pesudo-Zernike、Radon、Fourier-Mellin矩等，由于是将图像投影在一组正交函数组成的基上，因此基于正交矩可以重建原图像，而且正交矩对噪声的鲁棒性强，但是应用正交矩进行图像几何变换(旋转、平移与尺度变换)不变分析的主要问题是，正交矩本质上缺乏尺度变化不变性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种篡改图像的盲检测方法和系统，基于本发明，能够对图像的几何变换的篡改操作进行检测。

一方面，本发明提供了一种篡改图像的盲检测方法，所述方法包括如下步骤：分块步骤，对图像进行重叠分块处理，获取多个图像块；提取步骤，提取所述各个图像块经过Radon和解析Fourier-Mellin变换后的特征向量；相似度计算步骤，依据所述特征向量，依次计算所述任两个图像块之间相似度，判断该相似度是否大于预设阈值，若是，则确定该图像为被篡改图像。

上述盲检测方法，优选所述图像大小为M*N，所述分块步骤中，图像块大小为R*R，划分的所述图像块的个数为(M-R+1)*(N-R+1)；其中，M、N和R为自然数，且M＞R，N＞R。