面向JPEG格式的图像被动取证方法研究

摘要

近年来，随着计算机和通信技术的快速发展以及各种功能强大的图像编辑软件的广泛使用，图像的安全问题已经成为信息安全学界的一个热门研究课题。JPEG图像格式由于其储存空间内存占用低，视觉效果好的特点，广泛应用于各种数码相机和图像处理软件中。本文以JPEG格式图像为研究对象，根据JPEG图像压缩过程所引入的JPEG图像中的规律性特征，提出了两种图像被动取证方法。主要工作如下:
　　根据Farid教授在研究[25]中提出的重压缩的JPEG图像，当两次压缩的量化因子相同时引起的不一致性最小的原理，提出了一种基于双JPEG压缩的图像的被动取证方法。在该方法中，首先利用DCT系数功率谱计算图像JPEG压缩量化表，然后使用量化表对图像进行第二次JPEG压缩，通过检测图像压缩前后各区域灰度值的变化幅度来进行篡改检测与篡改定位。实验证明了我们所提出的方案有着很好的检测效果。
　　针对ShuimingYe教授提出的基于块效应不一致性被动取证方案[27]中对多次压缩图像量化表估测失真、误检率高的缺点，我们提出了改进的基于块效应不一致性的图像被动取证方法。首先利用JPEG格式图像的头文件来获得图像量化表，然后使用量化表计算每个图像块的块效应值。通过块效应的不一致性来检测图像篡改并确定篡改区域。实验证明，该方法在继承了原有方案定位准确优点的同时克服了方案的对多次压缩图像检测能力差，对未篡改图像与篡改区域较小图像误检率高的缺点。

目录

声明

摘要

论文说明

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．2．1 数字图像被动取证方法研究现状

1．2．2 针对JPEG图像的被动取证方法研究现状

1．3 存在的问题

1．4 本文的工作与章节组织

1．4．1 本文主要研究工作

1．4．2 论文的组织结构

2．基础知识

2．1 JPEG压缩原理

2．1．1 JPEG算法概要

2．1．2 JPEG压缩算法的主要步骤

2．2 块效应与块效应强度计算

2．2．1 块效应

2．2．2 块效应强度计算

2．3 图像篡改技术简介

2．4 本章小结

3 一种基于JPEG双压缩的图像被动取证方法

3．1 预备知识

3．1．1 Farid基于双JPEG压缩的被动取证方法基本思想

3．1．2 基于功率谱的JPEG量化表估计方法简述

3．2 提出的方法

3．2．1 算法结构

3．2．2 算法描述

3．3 实验结果与分析

3．3．1 篡改检测与篡改定位视觉效果

3．3．2 鲁棒性实验

3．3．3 效率分析实验

3．4 本章小结

4 改进的基于JPEG图像块效应不一致性的被动取证方案

4．1 图像头文件简述

4．2 改进的基于块效应的被动取证方法

4．3 仿真实验以及性能分析

4．3．1 篡改检测与篡改定位性能实验

4．3．2 对比实验

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 论文总结

5．2 有待于进一步研究的问题

致谢

参考文献

附录