一种JPEG图片量化表篡改的检测方法技术

本发明专利技术公开一种JPEG图片量化表篡改的检测方法，包括以下步骤：选取若干JPEG图片作为原始JPEG图片，对原始JPEG图片的量化表进行篡改，获取量化表篡改后的JPEG图片；对原始JPEG图片和量化表篡改后的JPEG图片提取特征；根据从原始JPEG图片与量化表篡改后的JPEG图片提取的特征，对分类器进行训练，得到分类器模型；提取待测图片的特征，根据分类器模型判断待测图片的量化表是否篡改。本发明专利技术可以作为一种对篡改量化表的JPEG图片进行识别的技术，为检测恶意图像篡改提供有效的自动化手段，在司法和刑侦取证等方面有着广阔的应用前景。

Method for detecting tampering of JPEG picture quantization table

The method for detection of JPEG image tampering discloses a quantization table, which comprises the following steps: selecting some JPEG images as the original JPEG images, the original JPEG image quantization table tampering, obtain the quantization table modified JPEG image; feature extraction of the original JPEG image and JPEG image quantization table modified; according to the characteristics of the the original JPEG image and JPEG image quantization table modified extraction, training the classifier, classifier model; feature extraction test images, according to the classification model to determine the image to be detected is tampering with the quantization table. The invention can be used as an identification technique for tampering with the quantization table of JPEG images, providing effective means for automatic detection of malicious tampering, has a broad application prospect in the judicial and criminal evidence etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多媒体信息安全与取证领域，具体涉及一种JPEG图片量化表篡改的检测方法。
技术介绍
伴随着各种功能强大的专业级图像编辑软件例如Photoshop、ACDsee的普及，篡改图像变得越来越容易，即使普通用户也能篡改出视觉上足以以假乱真的图片。然而，原始JPEG图片经过Photoshop、ACDsee等篡改后，当再次保存成JPEG后将不可避免的引入自身的量化表，因为软件的量化表大多不同于相机和手机拍摄的JPEG图片的量化表，这导致了篡改前后的JPEG图片量化表不一致。如果不将量化表替换回篡改前的量化表，将很容易被检测出来。因此，为了消除量化表的不一致性，篡改者有可能会替换量化表，以掩盖篡改的事实。通过大量替换量化表的实验，我们发现替换后的JPEG图片并不会明显失真，人眼很难察觉。近年来，数字图像的篡改已经影响到政治、法律、传媒等方方面面。各种恶意的篡改实例不胜枚举，因此图像认证技术变得十分重要。图像认证技术可分为主动认证和被动认证两类。典型的主动认证技术包括数字水印和数字签名。这两种方法都需要事先对图片附加额外的信息，认证时从图片中提取相应信息，然后与事先附加信息进行匹配判别。而在实际的应用中，更多的情况下我们不可能获得有效的附加信息，因此主动认证方法有很大局限性。这种情况下，就需要借助于被动式的认证技术。图像被动认证技术不需要任何附加的信息，而是利用和分析图像的一些内在特征，来达到认证的目的。在图像被动认证方面，虽然理论上可以通过检测JPEG图片是否经过两次JPEG压缩来判别JPEG图片原始性，但是由于目前相机、手机等拍摄设备生成的JPEG图片的量化表与Photoshop等软件的常用量化表相近，所以两次JPEG压缩的检测结果通常不理想。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种JPEG图片量化表篡改的检测方法，本专利技术能够有效检测原始JPEG图片被图像编辑软件压缩，然后篡改量化表的行为。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种JPEG图片量化表篡改的检测方法，包括以下步骤：步骤S1：选取若干JPEG图片作为原始JPEG图片，对原始JPEG图片的量化表进行篡改，获取量化表篡改后的JPEG图片；步骤S2：对原始JPEG图片和量化表篡改后的JPEG图片提取特征；步骤S3：根据步骤S2中得到的特征，用原始JPEG图片与量化表篡改后的JPEG图片对分类器进行训练，得到分类器模型；步骤S4：提取待测图片的特征，根据分类器模型判断待测图片的量化表是否篡改。在一种优选的方案中，步骤S1中，原始JPEG图片通过拍摄设备拍摄得到。在一种优选的方案中，步骤S1中，选取的原始JPEG图片为彩色图片。在一种优选的方案中，步骤S1中，对原始JPEG图片的量化表进行篡改，获取量化表篡改后的JPEG图片的方法为：对选取的每幅原始JPEG图片，分别用Photoshop或ACDsee软件，采用与其原始JPEG图片不同的量化表进行JPEG重压缩，然后用原始JPEG图片的量化表替换重压缩后的JPEG图片的量化表。在一种优选的方案中，步骤S2中，对原始JPEG图片和量化表篡改后的JPEG图片进行特征提取的方法包括以下步骤：（1）分别在JPEG图片的Y、Cb、Cr通道中，统计采用ZigZag指标算法排序后，即量化系数的Z行排序，的前N个频率子带的量化DCT系数的绝对值之和，构成一个3×N的矩阵，记为A，A＝FirstSumPerFre(i,j),i＝1,2,3...N,j＝1,2,3分别对应Y,Cb,Cr通道；（2）将JPEG图片解压到RGB空域，以[x,y]方式裁剪图片，即去除前x行和前y列的像素点，然后对剩余像素点重新进行JPEG压缩，得到新的JPEG图片，接着分别在Y、Cb、Cr通道中，统计采用ZigZag指标算法排序后的前N个频率子带的量化DCT系数的绝对值之和，构成一个3×N的矩阵，记为B，B＝SecondSumPerFre(i,j),i＝1,2,3...N,j＝1,2,3分别对应Y,Cb,Cr通道；（3）计算裁剪前与裁剪后相对应的频率子带的量化DCT系数的绝对值之和的比值，即矩阵A与矩阵B的对应元素相除，构成3×N维的特征，记为特征矩阵C，C=FirstSumPerFre(i,j)SecondSumPerFre(i,j),i=1,2,3...N,j=1,2,3.]]>在一种优选的方案中，所述x=4，y=4。在一种优选的方案中，步骤S3中，所述分类器是SVM分类器，训练过程中采取五折交叉验证。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：（1）目前尚未有JPEG图片量化表篡改检测的相关技术的公布，本专利技术弥补了这方面的空白。（2）本专利技术能够有效检测原始JPEG图片被图像编辑软件压缩、然后对量化表进行篡改的行为，为JPEG图片原始性的鉴定提供了有效的方法。（3）本专利技术对JPEG图片量化表篡改的检测具有较高的准确率，当本专利技术选择的参数N大于10时，准确率大于99%。附图说明图1是篡改JPEG量化表的过程。图2是本专利算法的流程。图3是原始JPEG图片和量化表被替换后图片的特征(仅Y通道)示例。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。（2）篡改量化表的图片的构造：首先对原始JPEG分别用软件Photoshop的常用压缩参数(品质因子为11、12)和ACDsee的常用压缩参数(量化因子为96、97、98和99)进行JPEG重压缩，然后将压缩后的JPEG图片的量化表替换成对应的原始图片的量化表。其中排除压缩后的JPEG量化表与原始JPEG量化表一致的情况。（3）对每幅原始JPEG图片与篡改量化表后的JPEG图片，如图2所示按照以下方法提取特征：a)分别在JPEG的Y、Cb、Cr通道中，对ZigZag排序后的前N个频率子带，统计每个子带的量化DCT系数的绝对值之和，构成一个3×N的矩阵，记为A，A＝FirstSumPerFre(i,j),i＝1,2,3...N,j＝1,2,3分别对应Y,Cb,Cr通道；b)将JPEG图片解压到RGB空域，以[4，4]方式裁剪图片，即去除前4行和前4列的像素点，然后对剩余像素点的重新JPEG压缩，得到新的JPEG图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种JPEG图片量化表篡改的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：选取若干JPEG图片作为原始JPEG图片，对原始JPEG图片的量化表进行篡改，获取量化表篡改后的JPEG图片；步骤S2：对原始JPEG图片和量化表篡改后的JPEG图片提取特征；步骤S3：根据步骤S2中得到的特征，用原始JPEG图片与量化表篡改后的JPEG图片对分类器进行训练，得到分类器模型；步骤S4：提取待测图片的特征，根据分类器模型判断待测图片的量化表是否篡改。

【技术特征摘要】
1.一种JPEG图片量化表篡改的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：选取若干JPEG图片作为原始JPEG图片，对原始JPEG图片的
量化表进行篡改，获取量化表篡改后的JPEG图片；
步骤S2：对原始JPEG图片和量化表篡改后的JPEG图片提取特征；
步骤S3：根据步骤S2中得到的特征，用原始JPEG图片与量化表篡改后
的JPEG图片对分类器进行训练，得到分类器模型；
步骤S4：提取待测图片的特征，根据分类器模型判断待测图片的量化表是
否篡改。
2.根据权利要求1所述的JPEG图片量化表篡改的检测方法，其特征在于，
步骤S1中，原始JPEG图片通过拍摄设备拍摄得到。
3.根据权利要求1所述的JPEG图片量化表篡改的检测方法，其特征在于，
步骤S1中，选取的原始JPEG图片为彩色图片。
4.根据权利要求1所述的JPEG图片量化表篡改的检测方法，其特征在于，
步骤S1中，对原始JPEG图片的量化表进行篡改，获取量化表篡改后的JPEG
图片的方法为：对选取的每幅原始JPEG图片，分别用Photoshop或ACDsee软
件，采用与其原始JPEG图片不同的量化表进行JPEG重压缩，然后用原始JPEG
图片的量化表替换重压缩后的JPEG图片的量化表。
5.根据权利要求4所述的JPEG图片量化表篡改的检测方法，其特征在于，
步骤S2中，对原始JPEG图片和量化表篡改后的JPEG图片进行特征提取的方
法包括以下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，李浩东，黄继武，
申请(专利权)人：中山大学，深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44