一种估计位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩量化步长的方法和装置，以提高检测位图是否经由JPEG图像转换过来的准确率。所述方法包括：通过对待估计位图DCT系数直方图的统计，提取待估计位图的任一频率f

Method and device for estimating JPEG compression quantization step size of bitmap

The invention provides a method and a device for estimating the JPEG compression quantization step of a bitmap so as to improve the accuracy of detecting whether or not the bitmap has been converted through a JPEG image. The method comprises the following steps: extracting any frequency f of the bitmap to be estimated by treating the statistics of the histogram of the DCT coefficient histogram of the estimated bitmap

【技术实现步骤摘要】
一种估计位图的JPEG压缩量化步长的方法和装置
本专利技术属于图像处理领域，尤其涉及一种估计位图的JPEG压缩量化步长的方法和装置。
技术介绍
联合图像专家组(JointPhotographicExpertsGroup，JPEG)格式是目前最流行的互联网(Internet)图像格式，在互联网的占有量为70.5％，而对JPEG图像的转换时有发生。一幅JPEG图像被转换后，可能并不以JPEG格式进行保存，而是保存为位图(Bitmap)格式。业界通常采用对JPEG压缩过程留下的量化特性和系数分布特性进行分析，从而判断位图是否经过JPEG压缩，甚至估计出JPEG压缩时采用的压缩参数。现有的一种估计位图的JPEG压缩量化步长的方法是利用图像分块离散余弦变换(DiscreteCosineTransform，DCT)系数的首位数字(例如12的首位数字是1，321的首位数字是3)特性进行JPEG压缩检测。这一方法是基于如下事实，即：未经压缩的位图的分块DCT系数的首位数字分布服从广义Benford律，而经过JPEG压缩的位图的首位数字分布(即统计直方图)则会违背这一统计规律，据此可判别待检测位图是否经过JPEG压缩。然而，该方法的不足之处是需要收集大量的DCT系数才能形成稳定的首位数字统计直方图，从而进行准确的判决，因此，当待检测位图尺寸较小而无法提供足够的统计数据时，其检测位图是否经由JPEG图像转换过来的准确率较低。现有的另一种估计位图的JPEG压缩量化步长的方法是利用JPEG压缩图像DCT系数满足一定分布的特性来进行JPEG压缩检测。这一方法是基于另一事实，即：对于未经JPEG压缩的位图，其DCT系数分布(即统计直方图)大致服从拉普拉斯分布，而对于经过JPEG压缩的位图，其DCT系数分布会随着量化步长的不同而呈现出不同的模式。换言之，根据DCT系数分布所表现出的不同模式，可推断出JPEG压缩时所采用的量化步长。然而，该方法也有不足之处，例如，在压缩强度较轻微的情况下，DCT系数分布反映量化步长变化的能力较弱，这时量化步长的估计准确率较低，从而检测位图是否经由JPEG图像转换过来的准确率相应降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种估计位图的JPEG压缩量化步长的方法和装置，以提高对位图的JPEG压缩量化步长的估计的准确率，从而提高检测位图是否经由JPEG图像转换过来的准确率。本专利技术是这样实现的，一种估计位图的JPEG压缩量化步长的方法，所述方法包括：通过对待估计位图中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计位图的任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j；通过对所述待估计位图中DCT系数直方图的统计并结合校准技术，提取所述待估计位图的任一频率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和所述辅助特征C′i,j，获取组合特征[Ci,j，C′i,j]；将所述待估计位图的所有所述组合特征[Ci,j，C′i,j]输入量化步长估计器，获得所述待估计位图的JPEG压缩量化步长的估计值。本专利技术的另一目的在于提供一种估计位图的JPEG压缩量化步长的装置，所述装置包括：基本特征提取模块，用于通过对待估计位图中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计位图的任一频率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位图中DCT系数直方图的统计并结合校准技术，提取所述待估计位图的任一频率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和所述辅助特征C′i,j，获取组合特征[Ci,j，C′i,j]；估计值获取模块，用于将所述待估计位图的所有所述组合特征[Ci,j，C′i,j]输入量化步长估计器，获得所述待估计位图的JPEG压缩量化步长的估计值。从上述本专利技术提供的技术方案可知，一方面，通过待估计位图的任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j，即利用位图的DCT系数分布自身和DCT系数的因数直方图估计位图的JPEG压缩量化步长，相对于现有技术，在检测位图是否由JPEG图像转换而来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，结合校准证技术提取待估计位图的任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j，即，通过JPEG图像校准技术获取其参考图像，并在这些参考图像上相应地提取其DCT系数分布及其因数直方图作为辅助特征，进一步显著提高了位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩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位图的JPEG压缩量化步长的方法，所述方法包括：通过对待估计位图中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计位图的任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j；通过对所述待估计位图中DCT系数直方图的统计并结合校准技术，提取所述待估计位图的任一频率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和所述辅助特征C′i,j，获取组合特征[Ci,j，C′i,j]；将所述待估计位图的所有所述组合特征[Ci,j，C′i,j]输入量化步长估计器，获得所述待估计位图的JPEG压缩量化步长的估计值。本专利技术实施例还提供相应的估计位图的JPEG压缩量化步长的装置。以下分别进行详细说明。请参阅附图1，是本专利技术实施例一提供的估计位图的JPEG压缩量化步长的方法的实现流程，主要包括以下步骤S101至步骤S104：S101，通过对待估计位图中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计位图的任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j。在本专利技术实施例中，待估计位图是指被怀疑是由JPEG图像转换过来而需要通过对其压缩量化步长进行估计，从而确定是否由JPEG图像转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计位图的JPEG压缩量化步长的方法，其特征在于，所述方法包括：通过对待估计位图中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计位图的任一频率f

【技术特征摘要】
1.一种估计位图的JPEG压缩量化步长的方法，其特征在于，所述方法包括：通过对待估计位图中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计位图的任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j；通过对所述待估计位图中DCT系数直方图的统计并结合校准技术，提取所述待估计位图的任一频率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和所述辅助特征C′i,j，获取组合特征[Ci,j，C′i,j]；将所述待估计位图的所有所述组合特征[Ci,j，C′i,j]输入量化步长估计器，获得所述待估计位图的JPEG压缩量化步长的估计值。2.如权利要求1所述的估计位图的JPEG压缩量化步长的方法，其特征在于，所述通过对待估计位图中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计位图的任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j，包括：获取所述待估计位图每个8×8分辨率子块的64个频率对应的DCT系数；统计所述64个频率的每个频率对应的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的每一个DCT系数绝对值进行因数分解，统计分解得到的所有正因数值的直方图，得到所述任一频率fi,j对应的因数直方图特征向量Fi,j，所述因数直方图特征向量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和因数直方图特征向量Fi,j，所述串联的结果[Gi,j，Fi,j]为所述待估计位图任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j。3.如权利要求1所述的估计位图的JPEG压缩量化步长的方法，其特征在于，所述通过对所述待估计位图中DCT系数直方图的统计并结合校准技术，提取所述待估计位图的任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j，包括：以校准技术获取所述待估计位图的参考图像；获取所述参考图像每个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的每一个DCT系数绝对值进行因数分解，统计分解得到的所有正因数值的直方图得到所述任一频率fi,j对应的因数直方图特征向量F′i,j，所述因数直方图特征向量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和因数直方图特征向量F′i,j，所述串联的结果[G′i,j，F′i,j]为所述待估计位图任一频率fi,j对应的辅助特征C′i,j。4.如权利要求1至3任意一项所述的估计位图的JPEG压缩量化步长的方法，其特征在于，所述通过对待估计位图中离散余弦变换DCT系数直方图的统计，提取所述待估计位图任一频率fi,j对应的基本特征Ci,j之前，所述方法还包括：构建所述量化步长估计器。5.如权利要求4所述的估计位图的JPEG压缩量化步长的方法，其特征在于，所述构建所述量化步长估计器，包括：采用与提取所述待估计位图任一频率fi,j对应的基本特征Ci,jCi,j和辅助特征C′i,j相同的方式，提取位图任一频率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，并以量化步长q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对应的量化步长估计器。6.一种估计位图的JPEG压缩量化步长的装置，其特征在于，所述装...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建权，曾吉申，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