[发明专利]一种基于文件头和压缩参数的JPEG图片原始性检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体内容取证领域，更具体地，涉及一种基于文件头和压缩参数的JPEG图片原始性检测方法。

背景技术

随着数字图像处理技术的快速发展，借助专业的图像编辑软件例如Photoshop、ACDsee、GIMP和美图秀秀等，即使普通用户也能篡改数字图像而不留下明显的视觉痕迹，这使得数字图像的真实性不断受到质疑，颠覆了人们“眼见为实”的传统观念。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，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。

针对JPEG图像的原始性的被动取证算法主要分为两部分：基于信号处理的方式和基于文件头和码流的方式。由于JPEG有损压缩模式中存在编解码的取整和截断误差，大多数基于信号处理方式的算法涉及统计相关性，但是这类算法有一个较强假设前提，即事先假设有或者没有某种方式的篡改，例如判别有没有粘贴-复制操作，因此实际应用中当需要判别一种未知的篡改种类的图片时，往往会出现误判；又由于JPEG特殊的编码格式，其文件头和码流结构在图像篡改前后会出现较大的差异，因此基于文件头信息的被动取证也涌现出来，但是此类算法不仅需要庞大的数据库支撑，而且鲁棒性较差，不能抵抗反取证操作。

因此，从实际应用角度出发，亟需一种准确率较高、鲁棒性较高、不需要庞大数据库支持的被动取证算法。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种高效并且简单的基于文件头和压缩参数的JPEG图片原始性检测方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

当原始JPEG图片经过图像编辑软件重新压缩，会在JPEG文件头、全图的JPEG的压缩参数和缩略图的JPEG压缩参数上留下痕迹，本发明提出一种基于文件头和压缩参数的JPEG图片原始性检测方法，包括以下步骤：

S1：从待检测的图片的文件头和压缩参数中提取N维特征，N为正整数，并根据各特征的属性设置其特征值为A或B；

S2：构建决策模型：统计N维特征中A或B出现的个数并设置一个阈值T，T为自然数，如果A或B的个数大于阈值T，则图片非原始图片，否则图片为原始图片；

S3：依据决策模型对待检测的图片做检测判断。

由于实验样本不可能覆盖所有型号的数码相机，所以考虑到误检，可以通过阈值T进行控制。

在一种优选的方案中，所述N＝13，T＝0，即只要13维特征中有一项或一项以上的特征值为0，则判断该图片非原始图片。

在一种优选的方案中，所述A＝0，B＝1，N维特征及其特征值的设置方法为：

从文件头的EXIF信息提取特征：

(1)比较文件头EXIF信息里的“DateTime”属性值与“DateTimeDigitized”属性值，若两个属性值不为空且不同，则特征值为0，否则为1；

(2)提取文件头EXIF信息里的“Software”属性值，如果属性值里含有图像编辑软件的信息，则特征值为0，否则为1；

(3)判断文件头里是否有“App0”标记位，如果有则特征值为0，否则为1；

根据全图的JPEG压缩参数提取特征：

(4)提取全图的JPEG的量化表，如果与第一图像处理软件固有的全图量化表相同，则特征值为0，否则为1；

(5)提取全图的量化表标记位“FFDB”的个数，如果个数等于1，则特征值为1，否则为0；

(6)提取全图的哈夫曼表，如果和JPEG编码的默认哈夫曼表相同，则特征值为1，否则为0；

(7)提取全图的JPEG的哈夫曼表标记位“FFC4”的个数，如果个数等于1，则特征值为1，否则为0；

(8)提取全图的YCbCr采样率，如果是2×2或者是2×1，则特征值为1，否则为0；

根据缩略图的JPEG压缩参数提取特征：

(9)提取缩略图的JPEG的量化表，如果与第二图像处理软件固有的缩略图量化表相同，则特征值为0，否则为1，