数字图像合成篡改盲鉴别算法的研究

论文摘要

为了能够在不要求任何预嵌入信息的前提下检测图像的篡改痕迹,保证数字图像的真实性和完整性,迫切需要研究数字图像的盲鉴别技术。合成篡改是最常用的数字图像伪造手段,分为同幅图像内的合成篡改和不同图像间的合成篡改。针对这两种合成篡改手段,本文均提出了改进的鉴别算法。对于同幅图像内的合成篡改,现有的算法大多都是对合成区域之间只存在平移变换的情况进行鉴别,而不能鉴别存在旋转和缩放变换的合成篡改区域。然而,为了达到以假乱真的效果,伪造者通常对合成篡改的区域进行旋转、缩放等变换。基于此,本文提出了改进算法—基于对数极坐标变换的相位相关检测算法。实验结果表明,该算法能有效地检测出经过旋转、缩放变换的合成篡改区域。对于不同图像间的合成篡改,本文提出了改进的基于Lambert光照模型的检测算法。该算法利用合成篡改对光源方向一致性造成的破坏来揭示图像伪造痕迹,对于无限光源图像,用Hestenes-Powell乘子法计算光源方向,对于局部光源图像,用阻尼最小二乘法计算光源方向,并根据光源方向是否一致来判定图像是否被篡改。实验结果表明,该算法能够有效地检测出光照条件明显的图像间的合成篡改,并且比原来的算法具有更高的正确检测率和更小的时间复杂度。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容及论文结构
• 第2章 数字图像篡改手段和鉴别技术概论
• 2.1 数字图像伪造和篡改手段
• 2.2 数字图像鉴别技术
• 2.2.1 基于数字水印方式的图像鉴别技术
• 2.2.2 基于数字签名方式的图像鉴别技术
• 2.2.3 数字图像盲鉴别技术
• 2.3 本章小结
• 第3章 同幅图像的合成篡改鉴别算法
• 3.1 同幅图像合成篡改的模型
• 3.2 典型的同幅图像合成篡改的检测算法分析
• 3.3 改进的同幅图像合成篡改检测算法
• 3.3.1 可疑区域定位
• 3.3.2 相位相关法
• 3.3.3 对数极坐标变换
• 3.3.4 基于对数极坐标变换的相位相关法
• 3.3.5 算法实现描述
• 3.3.6 实验结果及分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 不同图像间合成篡改的检测算法
• 4.1 典型的不同图像间合成篡改的检测算法分析
• 4.2 改进的利用光源方向不一致性检测图像篡改的算法
• 4.2.1 Lambert 光照模型
• 4.2.2 图像真伪盲鉴别算法的流程
• 4.2.3 算法实现描述
• 4.2.4 实验结果
• 4.2.5 算法性能分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 发表论文所获奖励及参加科研情况