[发明专利]一种网格非对齐双重JPEG压缩的检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种网格非对齐双重JPEG压缩的检测方法和装置。

背景技术

联合图像专家组（Joint Photographic Expert Group，JPEG）标准是由JPEG制定的一种静态图像压缩标准，按照这个标准对图像进行的压缩被称为JPEG压缩，由JPEG压缩得到的图像称为JPEG图像。JPEG压缩能够在不过多损失图像感知质量的情况下，获得较高的压缩率，因此被广泛应用于图片的传输、分享和存储。

JPEG压缩过程包括以下步骤：给定一幅待压缩图像，首先将图像的像素矩阵分割成互不重叠的8×8像素块；然后对每个像素块进行离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）变换，得到DCT系数矩阵；接着根据预先设定的量化表（对应一个质量因子），对DCT系数矩阵中的每个系数进行量化；最后对量化DCT系数矩阵进行熵编码，并生成JPEG文件。JPEG解压缩过程是JPEG压缩的逆过程，即：给定一个JPEG文件，首先读取其文件头的量化表，并对文件内的码流进行熵解码，得到量化DCT系数矩阵；然后根据量化表，对量化DCT系数矩阵进行反量化，得到反量化DCT系数矩阵；接着对反量化DCT系数矩阵进行分块DCT反变换，得到浮点型的像素矩阵；最后对所得的浮点型像素矩阵进行截断取整操作，输出整型像素矩阵。

JPEG标准是目前应用最为广泛的图像压缩标准，例如，个人数码相机基本都支持JPEG格式，且大多默认以JPEG格式保存拍摄到的图像。换言之，由相机输出的图像往往就已经经历了一次JPEG压缩。人们在对拍摄到的JPEG图像进行编辑时，可能仅对图像的某一区域感兴趣，并将感兴趣区域裁剪出来，再一次保存为JPEG格式以便网络传输和分享。由于裁剪时人们往往不会刻意保持JPEG的分块网格结构，因此第一次JPEG压缩（相机内部进行）与第二次JPEG压缩（裁剪后保存时进行）的分块网格有63/64的概率是非对齐的，也就是说，通过上述裁剪后再压缩得到的JPEG图像在很大概率上是一幅网格非对齐的双重压缩图像。此外，人们可能会将一幅JPEG图像中的某目标分割出来，粘贴到另外一幅载体图像上以产生一个拼接场景，或者用一幅JPEG图像的某区域覆盖其另外一个区域来以抹除特定物体，这些操作也很可能产生网格非对齐双重JPEG压缩图像。

从上述描述可知，随着多媒体处理技术的发展，无论是图像处理终端（例如，个人相机）还是图像编辑软件，其功能日益强大，且易学易用，从而使人们对图像的编辑和修改等操作变得轻而易举。一旦重要的、经过篡改的图像在网络上广泛地流传，这将可能会造成恶劣的社会影响和重大的经济损失。因此，如何鉴别一幅JPEG图像的真实性越来越受到重视，而检测JPEG图像是否经过网格非对齐双重压缩则是鉴别JPEG图像真实性的一种重要手段。

现有技术提供的一种基于整数周期图（Integer Periodicity Map，IPM）的用于检测JPEG图像是否经历过网格非对齐的双重JPEG压缩的方法。该检测方法基于这样一种事实：如果待检测图像曾经过网格非对齐双重压缩，那么在一个8×8像素块中，必有一个像素位置是第一次JPEG压缩时8×8分块的起始位置。因此，若自该起始位置起依次截取8×8像素块，然后对每个像素块进行DCT变换，计算DCT系数直流分量的直方图，所得直方图将呈现出周期性峰值。遍历整个8×8分块的每个像素，计算以每个像素位置作为起始位置时所得到的DCT系数直方图的周期性度量，形成一个8×8的周期性度量矩阵，即IPM。通过计算63个IPM值的均匀性测度进行判决：若均匀性测度小于预先设定的阈值，则判定待检测图像未经过网格非对齐双重压缩，否则，判定其经过网格非对齐双重压缩。

上述现有技术提供的检测方法需要对每幅待检测的图像进行64次分块DCT变换后，才能度量DCT系数分布的周期性，因此计算复杂度高，实时性较差；周期性度量对噪声敏感，因此在噪声较大的情况下，检测准确率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种网格非对齐双重JPEG压缩的检测方法，以较低的计算复杂度实现对网格非对齐双重JPEG压缩的检测。