基于SIFT的数字图像复制粘贴盲取证系统的研究与实现

摘要

随着多媒体技术的快速发展，包括数码相机在内的数字图像获取设备得到越来越普遍的使用。数字图像是一种信息载体，在人们日常生活和互联网各个领域中，发挥着重要的作用。同时，图像处理技术日趋成熟，使用图像处理软件，人们可以很方便地处理和编辑图像。这些图像处理技术虽然能给人们的生活带来乐趣，但也给了一些别有用心的人以可乘之机。他们随意的篡改图像，混淆视听，以达到不可告人的目的。篡改图像的滥用，给社会各界造成了不容忽视的有害影响。因此，对图像的真实性进行鉴定的技术显得尤为重要，并成为目前研究的一个重要课题。本文通过对图像被动取证算法的研究与分析，运用Qt和OpenCV设计了一套完整的图像复制粘贴盲取证系统。本文的研究工作主要为：　　(1)对于现有的基于SIFT的图像复制粘贴篡改检测方法中匹配速度不够快，匹配精度低的问题，提出了一种行之有效的特征匹配方法n2NN（new 2 Nearest Neighbor）。n2NN是基于2NN匹配策略做出的改进，该方法在进行2NN 特征匹配之前，需要先将特征点集合递归的分成两半，接着对每组分半集合进行 2NN 特征匹配。文中采用基于SIFT的图像复制粘贴盲取证方法，首先提取SIFT特征，然后使用n2NN来匹配特征点，然后将得到的匹配对进行聚类，根据聚类结果求出复制区域与粘贴区域之间的仿射变换关系。最后用 ZNCC 法和形态学操作方法对篡改区域进行快速定位。实验结果证明，改进后的算法与之前的算法相比，匹配效率有很大的提升，尤其在应对多重复制粘贴的情况下，效果显著。　　(2)根据图像取证系统的实际需求，设计并实现了一个完整的图像复制粘贴盲取证系统。整个系统分为四个模块，分别为读入和保存模块、显示模块、篡改检测模块和添加数字水印模块。本文最后对系统进行了性能测试，在多幅篡改图像上进行了检测实验。实验结果证实了本文所设计的系统能够取得良好的检测效果，在图像取证领域具有一定的应用价值。

目录

声明

绪论

一、研究背景及意义

二、数字图像篡改技术

三、数字图像取证技术及其研究现状

四、 本文的主要工作及组织结构

第一章 数字图像复制粘贴盲取证技术

第一节 数字图像复制粘贴篡改分类

第二节 数字图像复制粘贴篡改概述

第三节 本章小结

第二章 基于SIFT的图像复制粘贴篡改检测方法

第一节 SIFT算法介绍

第二节 特征匹配

第三节 精确定位篡改区域

第四节 本章小结

第三章 复制粘贴篡改检测系统的设计

第一节 系统设计方案

第二节 系统的需求分析

第三节 系统总体设计

第四节 系统主界面设计

第五节 系统功能模块设计

第六节 本章小结

第四章 复制粘贴篡改检测系统的实现

第一节 系统主界面的实现

第二节 系统功能模块实现

第三节 实验结果与分析

第四节 本章小结

第五章 总结与展望

一、总结

二、展望

参考文献

致谢