[发明专利]一种对JPEG图像的像素块分类方法及基于此的图像篡改检测和被篡改区域定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及判断数字图像是否被篡改的方法，特别涉及JPEG图像是否被篡改的判断和对被篡改区域定位的方法。 

背景技术

随着日益复杂的图像编辑软件的出现，人们可以方便地对数字图像进行篡改而不留下明显的痕迹，因此，对数字图像的真伪鉴别以及篡改区域的检测技术要求在日益提高，但目前多种针对数字图像真伪鉴别以及篡改区域的检测方法仍存在应用受限、误检率高等缺点。 

在文献“Detecting doubly compressed JPEG images by using mode based first digit features”(IEEE International Workshop on Multimedia Signal Processing，pp.730-735，2008.)中，公开了通过计算JPEG图像的AC系数带的首位数分布概率来区分JPEG单压缩/双压缩图像的方法。具体而言，JPEG图像被分成连续不重叠的8×8大小的像素块，每个像素块中的相同索引位置的AC系数构成一个AC系数带(mode)，将AC系数以“之”字型排列获得63个AC系数带，以x²评估每个AC系数带的首位数概率分布符合广义Benford法则的程度，x²定义如下： 

χ2=Σ(pi(d)-p^i(d))p^i(d)---(1)]]>

其中，p_i(d)(d＝1，2，...，9)表示实际得到的第i个AC系数带的JPEG系数首位 数为d概率分布， (d＝1，2，...，9)则表示理论上由广义Benford法则计算得到的第i个AC系数带的JPEG系数首位数为d的概率分布。x²值越小表明该AC系数带能越好地符合广义Benford法则。由于高频AC系数带对应的量化步长较大，所以高频AC系数被量化并取整后大部分变为0，因此，它们的系数首位数概率分布也会严重背离通用Benford法则，表现为x²值相应增大。对UCID(Uncompressed Image Database)中1338幅图像分别以JPEG质量因子QF从50到100(步长为10)进行单压缩，并计算每一相同压缩因子的所有单压缩图像的每一个AC系数带的x²均值，结果如图1所示。结果表明，前1～25个AC系数带的首位数的概率分布能较好地符合通用Benford法则。即表明前1～25个AC系数带具有良好的首位数统计特性(符合通用Benford法则)，可以作为特征向量的选取标准。 

但目前，利用文献所公开的这种分类器原理及方法，还只能对JPEG图像整幅图像的压缩历史做出判断，对于检测和定位一幅给定JPEG图像的篡改区域尚没有做到。 

发明内容

本发明旨在提供一种JPEG图像的像素块分类方法，以及基于此的适用范围广、判断准确率高的对JPEG图像是否被篡改及对篡改区域定位的方法。 

本发明通过以下方案实现： 

一种对JPEG图像的像素块分类及基于此的图像篡改检测和被篡改区域定位方法，包括以下步骤：