一种估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的方法和装置，以提高对JPEG双重压缩图像首压量化步长的估计的准确率。该方法包括：提取待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j；结合反取证技术，提取所述任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j；串联基本特征Ci,j以及基本特征Ci,j与辅助特征C′i,j的差值Ci,j－C′i,j获取组合特征；将所述待估计JPEG双重压缩图像的所有组合特征输入首压量化步长估计器，获得待估计JPEG双重压缩图像的首压量化步长的估计值。相对于现有技术，本发明专利技术提供的技术方案在检测JPEG图像是否被篡改时对判别信息的利用率更高，有利于获得更高的检测精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理领域，尤其涉及一种估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的方法和装置。
技术介绍
随着图像编辑软件的广泛使用，网络中充斥着越来越多的篡改图像。联合图像专家组(JointPhotographicExpertsGroup，JPEG)是最为常用的图像压缩标准之一，因此，针对JPEG图像的篡改检测引起了人们的关注。对JPEG双重压缩的检测和压缩参数的估计，例如，对JPEG双重压缩图像首压量化步长的估计是当前分析JPEG图像篡改历史的重要手段之一，其依据是基于以下场景或者事实，即：一幅JPEG图像(假设为图像A)的某个局部被裁剪拼接到另一幅未经压缩的图像(假设为图像B)后，为便于上传至互联网(Internet)，会将拼接后的图像再次保存为JPEG图像(假设为图像C)。图像C的某个局部即图像A的某个局部实际上经历了两次JPEG压缩，而其他局部只经历了一次JPEG压缩。通过检测图像C不同局部首次压缩的压缩参数例如量化步长，根据检测出的这些不同局部的压缩参数是否一致可推断该图像C是否由图像A的某个局部裁剪拼接至图像B而成，例如，若图像C不同局部首次压缩的量化步长不一致，则说明图像C是经其他图像篡改过来的。现有技术提供的一种估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的方法是，利用JPEG双重压缩图像的离散余弦变换(DiscreteCosineTransform，DCT)系数满足一定分布的特性来进行，具体地，根据DCT系数分布模式随前后两次压缩量化步长的变化而变化的特性，提取前9个AC频率的DCT系数的分布即统计直方图作为特征，并训练支持向量机(SupportVectorMachine，SVM)多类分类器来估计首压量化步长即首次压缩的量化步长。由于JPEG图像压缩是有损压缩，当JPEG图像的第二次压缩的压缩强度增大，损失的信息增多，对JPEG图像的第一次压缩的掩盖作用也较强，从而增加了检测的难度。换言之，上述现有技术提供的方法不足之处在于当JPEG图像第二次压缩的压缩强度较大时，DCT系数分布反映量化步长变化的能力较弱，因此，在待估计的量化步长较大时，首压量化步长估计的准确率变低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的方法和装置，以提高对JPEG双重压缩图像首压量化步长的估计的准确率。本专利技术是这样实现的，一种估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的方法，所述方法包括：通过对待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j；通过对所述待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计并结合反取证技术，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j，所述辅助特征C′i,j为与所述基本特征Ci,j维度相同的向量；串联所述基本特征Ci,j以及所述基本特征Ci,j与所述辅助特征C′i,j的差值Ci,j－C′i,j，获取组合特征[Ci,j，Ci,j－C′i,j]；将所述待估计JPEG双重压缩图像的所有所述组合特征[Ci,j，Ci,j－C′i,j]输入首压量化步长估计器，获得所述待估计JPEG双重压缩图像的首压量化步长的估计值。本专利技术的另一目的在于提供一种估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的装置，所述装置包括：基本特征提取模块，用于通过对待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j；辅助特征提取模块，用于通过对所述待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计并结合反取证技术，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j，所述辅助特征C′i,j为与所述基本特征Ci,j维度相同的向量；组合特征获取模块，用于串联所述基本特征Ci,j以及所述基本特征Ci,j与所述辅助特征C′i,j的差值Ci,j－C′i,j，获取组合特征[Ci,j，Ci,j－C′i,j]；估计值获取模块，用于将所述待估计JPEG双重压缩图像的所有所述组合特征[Ci,j，Ci,j－C′i,j]输入首压量化步长估计器，获得所述待估计JPEG双重压缩图像的首压量化步长的估计值。从上述本专利技术提供的技术方案可知，一方面，通过提取待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j，即利用DCT系数分布自身及其傅里叶变换系数的信息估计首压量化步长，相对于现有技术，在检测JPEG图像是否被篡改时对判别信息的利用率更高，有利于获得更高的检测精度；另一方面，结合反取证技术提取待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j，即，通过JPEG图像反取证方法获取其参考图像，并在这些参考图像上相应地提取其DCT系数分布及其傅立叶变换系数作为辅助特征，进一步显著提高了JPEG双重压缩图像首压量化步长的估计的准确率。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的方法的实现流程示意图；图2是本专利技术实施例二提供的对64个频率中任意一个频率对应的DCT系数绝对值的分布进行统计时获取的该任意一个频率对应的直方图示意图；图3是本专利技术实施例三提供的估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例四提供的估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的装置的结构示意图图；图5是本专利技术实施例五提供的估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的装置的结构示意图；图6-a是本专利技术实施例六提供的估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的装置的结构示意图；图6-b是本专利技术实施例七提供的估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的装置的结构示意图；图6-c是本专利技术实施例八提供的估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的装置的结构示意图；图7-a是本专利技术实施例九提供的估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的装置的结构示意图；图7-b是本专利技术实施例十提供的估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的装置的结构示意图；图7-c是本专利技术实施例十一提供的估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的方法，所述方法包括：通过对待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j；通过对所述待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计并结合反取证技术，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j，所述辅助特征C′i,j为与所述基本特征Ci,j维度相同的向量；串联所述基本特征Ci,j以及所述基本特征Ci,j与所述辅助特征C′i,j的差值Ci,j－C′i,j，获取组合特征[Ci,j，Ci,j－C′i,j]；将所述待估计JPEG双重压缩图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的方法，其特征在于，所述方法包括：通过对待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j；通过对所述待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计并结合反取证技术，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j，所述辅助特征C′i,j为与所述基本特征Ci,j维度相同的向量；串联所述基本特征Ci,j以及所述基本特征Ci,j与所述辅助特征C′i,j的差值Ci,j－C′i,j，获取组合特征[Ci,j，Ci,j－C′i,j]；将所述待估计JPEG双重压缩图像的所有所述组合特征[Ci,j，Ci,j－C′i,j]输入首压量化步长估计器，获得所述待估计JPEG双重压缩图像的首压量化步长的估计值。

【技术特征摘要】
1.一种估计JPEG双重压缩图像首压量化步长的方法，其特征在于，所述方法包括：通过对待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j；通过对所述待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计并结合反取证技术，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j，所述辅助特征C′i,j为与所述基本特征Ci,j维度相同的向量；串联所述基本特征Ci,j以及所述基本特征Ci,j与所述辅助特征C′i,j的差值Ci,j－C′i,j，获取组合特征[Ci,j，Ci,j－C′i,j]；将所述待估计JPEG双重压缩图像的所有所述组合特征[Ci,j，Ci,j－C′i,j]输入首压量化步长估计器，获得所述待估计JPEG双重压缩图像的首压量化步长的估计值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过对待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j，包括：读取所述待估计JPEG双重压缩图像中每个8×8分辨率子块的64个频率对应的DCT系数；统计所述64个频率每个频率对应的DCT系数绝对值的分布，获取所述64个频率对应的64个直方图；截取所述64个直方图中所述任一频率fi,j对应的直方图中L个竖条，得到所述任一频率fi,j对应的向量Gi,j，所述向量Gi,j为L维向量；对所述向量Gi,j进行傅里叶变换，得到所述任一频率fi,j对应的傅里叶变换特征向量Fi,j，所述傅里叶变换特征向量Fi,j的维度与所述向量Gi,j的维度相同；串联所述向量Gi,j和傅里叶变换特征向量Fi,j，所述串联的结果[Gi,j，Fi,j]为所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过对所述待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计并结合反取证技术，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j，包括：以反取证技术获取所述待估计JPEG双重压缩图像的参考图像；读取所述参考图像中每个8×8分辨率子块的64个频率对应的DCT系数；统计所述64个频率每个频率对应的DCT系数绝对值的分布，获取所述64个频率对应的64个直方图；截取所述64个直方图中所述任一频率fi,j对应的直方图中L个竖条，得到所述任一频率fi,j对应的向量G′i,j，所述向量G′i,j为L维向量；对所述向量G′i,j进行傅里叶变换，得到所述任一频率fi,j对应的傅里叶变换特征向量F′i,j，所述傅里叶变换特征向量F′i,j的维度与所述向量G′i,j的维度相同；串联所述向量G′i,j和傅里叶变换特征向量F′i,j，所述串联的结果[G′i,j，F′i,j]为所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j。4.如权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述通过对待估计JPEG双重压缩图像中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j之前，所述方法还包括：构建所述首压量化步长估计器。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述构建所述首压量化步长估
\t计器包括：对由所述未压缩图像构成的训练图像库中的每幅未压缩图像，以第一量化步长首次量化任一频率fi,j对应的DCT系数并反量化经过所述首次量化的DCT系数，再以第二量化步长量化经过所述反量化的DCT系数；对所述经过首次量化、反量化和第二次量化的DCT系数，采用与提取所述待估计JPEG双重压缩图像任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j和辅助特征C′i,j相同的方式，提取所述未压缩图像任一频率fi,j对应的训练组合特征以所述任一频率fi,j对应的训练组合特征作为支持向量机SVM的训练特征并以所述第一量化步长作为所述组合特征的训练类标，训练所述SVM以得到所述任一频率fi,j对应的首压量化步长估计器。6.一种估计JPE...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾吉申，杨建权，朱国普，黄晓霞，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44