[发明专利]基于局部网格匹配的彩色图像篡改检测方法

说明书

本发明公开了一种基于局部网格匹配的彩色图像篡改检测方法，首先对彩色图像进行高斯滤波预处理，利用颜色不变量和SURF算法提取特征点；其次，利用Delaunay方法进行三角网格剖分，构造三角网格的内切圆以及内切圆的外拓正方形，计算出内切圆的四元数指数矩作为三角网格的特征；然后，利用Rg2NN算法和BBF算法进行三角形网格特征的匹配；最后，利用RANSAC方法、ZNCC算法、形态学方法等进行后处理。由于使用了颜色不变量、四元数指数矩、有效的网格匹配以及后处理，具有较强的抗颜色攻击能力、较快的匹配速度和较高的检测精度。

技术领域

本发明涉及针对复制粘贴的图像篡改检测方法，特别涉及一种基于局部网格匹配的彩色图像篡改检测方法，属于数字图像认证技术领域。

背景技术

图像认证技术即为鉴定数字图像完整、真实等属性的方法，篡改检测技术是其中一种常用的方法。多数图像篡改手段都是从像素层面进行的，这些篡改方法改变了图像内容和统计特征。针对这种篡改手法，学者们提出了一系列针对性检测方法，例如针对复制粘贴篡改的检测方法和针对拼接篡改的检测方法等。其中，复制粘贴篡改检测方法大致可以分为两类：基于块的检测方法和基于特征点的检测方法。基于块的检测方法是提取每块特征后，将其与其他每一块进行特征匹配，找到具有相似特征的块。块检测方法虽然针对噪声、压缩时检测效果很好，但针对几何攻击旋转、缩放时缺乏鲁棒性。基于点的检测方法通常使用SIFT和SURF算法提取特征点，然后使用相应的局部特征描述子进行特征点之间的匹配。基于点的检测方法虽然针对几何变换时具有鲁棒性，但是如果不均匀的区域被用来隐藏对象时，则无法从中提取特征点。此外，在进行特征匹配时，大多数现有方法提高匹配速度时，存在降低检测精度的问题，或者提高检测精度时，粗存在降低匹配速度的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种基于局部网格匹配的彩色图像篡改检测方法。

本发明的技术解决方案是： 一种基于局部网格匹配的彩色图像篡改检测方法，其特征在于按照如下步骤：

约定：I指待检测的图像；I1指经过高斯滤波预处理的图像；矩阵Ipts用于存放所有检测到的特征点的信息；矩阵tri用于存放三角形的三个顶点；Nmax为四元数指数矩的阶数；矩阵E_feature用于存放11个四元指数矩矩值和相应的三角形位置；Rg2NN指逆序广义2近邻算法；BBF为优化查找算法；表示三角形网格的匹配阈值；表示像素范围；RANSAC指参数估计方法；ZNCC指立体匹配算法。

a. 初始设置

读取待检测图像I，对I进行高斯滤波预处理得到I1；

b. 颜色不变量特征点提取

b.1 根据彩色图像的色彩特征与几何结构特征，构造颜色不变量图像；

b.2 对颜色不变量图像进行SURF特征点提取；

b.3 将提取的特征点信息存入矩阵Ipts中，并在I上显示所提取的特征点；

c. 三角网格不变量构造

利用Delaunay方法对提取的特征点构造三角网格，并将构造的每个三角形的顶点放入矩阵tri中；

d. 内切圆四元数指数矩计算

d.1 利用三角形的顶点求其内切圆的圆心与半径；

d.2 求I1图像上的每个内切圆的外拓正方形，并在正方形的四周“补0”；

d.3 将正方形块的直角坐标转化为极坐标并求出R、G、B分量，设置Nmax为5，利用傅里叶变换求各分量指数矩的分解、、；

d.4 按照下式计算内切圆的四元数指数矩矩值：

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