[发明专利]利用半色调点位置失真打印图像篡改取证方法

说明书

技术领域

本发明属于信息安全领域、信号与信息处理技术，涉及到激光打印图像中半色调点位置提取以及根据位置失真特征进行的打印篡改取证方法。

背景技术

当前数码打印机已成为人们日常生活中必备的办公设备。而随着打印机、复印机的普及，伪造文档、图像的案件也呈逐年增多的趋势。犯罪分子可利用廉价的打印、复印设备以及图像处理软件篡改各类重要文件。这些违法犯罪行为不但能引起经济纠纷和刑事案件，而且还会影响到政府的事务以及国家的安全。为了防范和打击此类犯罪活动，司法和公安部门迫切需要有效、方便、快捷的打印取证技术，来鉴别打印文件的真实性。由于激光打印机具有速度快、清晰度高、保存时间长等优点因而得到公司和政府部门的广泛使用，

目前针对打印图像取证主要利用纹理特征、几何失真特征、噪声特征和传感器类型识别等进行了探索。2010年Seung-Jin Ryu等利用半色调纹理特征来进行打印图像来源取证。将打印图像的半色调点排列视为一种纹理，通过分析高分辨率扫描图像来分析纹理特征。根据不同的打印机的半色调点排列不同，相同的打印机半色调点排列相同。采用霍夫变换提取点阵排列的直线信息，依据得到的直线的角度特征来构建直方图，通过计算多幅图像角度直方图的平均值来表示打印机模型，再采用相似性检测来完成打印机的来源取证。

2009年Orhan Bulan提出了一种基于半色调点几何失真的打印图像来源取证技术。由于激光打印机中感光鼓和五棱镜之间的位置和转速的偏差导致打印图像中半色调点的实际排列与理想排列结构存在位置失真。提取半色调点中心位置进行频域变换并提取点阵周期，估计原始点位置，并且采用直线拟合方式进行旋转补偿来纠正扫描过程中引入的旋转偏移，提取几何畸变特征，通过相关性检测来得到扫描图像的打印机来源。上述两种方法都是提取纹理特征或者几何失真特征作为页面的整体特征，来进行打印机来源取证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，发明一种利用半色调点位置失真打印图像篡改取证方法，是采用半色调点的位置的微观特征，分析页面的每个局部特征，来寻找局部差异，进行打印机的篡改取证。本发明利用打印机的半色调点特征，提取打印图像中的半色调点位置信息，并判断其是否存在位置失真，进而实现打印图像的篡改取证。此方法的检测结果不受图像内容的影响，由于采用半色调点的位置进行检测，本实验的结果精确到每个半色调点，可以检测到细微篡改图像区域，无论是同图篡改还是异图篡改的篡改区域均可被准确定位出。

本发明采用的技术方案是利用半色调点位置失真来进行打印图像篡改取证的方法，其特征是，该方法利用高斯模型匹配方法获得打印图像中半色调点的中心位置，对每个半色调点中心点提取12维位置特征，使用k-均值聚类方法对所提特征进行聚类，并将每个半色调点的聚类结果标记在打印图像中；通过聚类结果能鉴别打印图像的篡改事实，并确定篡改区域；该方法的具体步骤如下：

1)半色调点的中心检测

利用高斯模型匹配方法获得打印图像中半色调点的中心位置。首先，根据半色调点的形状及其像素值变化规律，构建一个符合二维高斯分布的理想高斯匹配模型矩阵，将这个高斯匹配模型在待测图像上进行遍历匹配，即取与高斯模型大小相同的图像块并与之计算相关系数，其公式如下：